| Ring Allreduce中的梯度参数完整性保护方案（英文） |
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| 引用本文： | 方雨楠,蒋睿.Ring Allreduce中的梯度参数完整性保护方案（英文）[J].东南大学学报,2023(1):81-88. |
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| 作者姓名： | 方雨楠 蒋睿 |
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| 作者单位： | 东南大学网络空间安全学院 |
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| 基金项目： | The National Natural Science Foundation of China(No. 61372103)；;the Natural Science Foundation of Jiangsu Province(No. BK20201265)； |
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| 摘 要： | 为了解决Ring Allreduce架构中没有保护梯度参数完整性的问题，提出了一种面向Ring Allreduce架构的梯度参数完整性保护方案(RAA-DIP).使用基于身份的组密钥协商算法和Boneh-Lynn-Shacham (BLS)签名方案保障Ring Allreduce中梯度参数的完整性.结合身份认证和密钥协商算法，实现安全高效的动态工作节点管理.基于DBDH问题实现安全的组密钥协商，使密钥生成中心(KGC)或网络攻击者无法计算工作节点的共享密钥，解决密钥托管问题，保障传输参数的完整性.对RAA-DIP方案进行形式化证明，并将仿真结果与相关方案进行比较.结果表明：RAA-DIP方案可以保障Ring Allreduce中梯度参数传输过程的完整性，实现工作节点动态管理，解决密钥托管问题；与其他方案相比，RAA-DIP方案可以同时满足安全和性能需求.
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| 关 键 词： | 分布式机器学习 数据完整性 组密钥协商 Ring Allreduce架构 |
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