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Google、信頼実行環境を使う新しい「連合学習」システムを発表 Gboardの学習期間を2カ月から3週間に短縮

公開日: ・出典: Google Research公式ブログ

Google Researchは10月2日、ブログ記事「Toward provably private learning from federated data」で、信頼実行環境(TEE)を基盤とする次世代の連合学習(Federated Learning)システムを発表した。スマートフォンなど端末上のデータを外部から検証可能な形で「中央差分プライバシー(DP)」を保証しながら学習できるのは今回が初めてだとしている。

新システムでは、各端末がTEEが管理する鍵で学習用データを暗号化してアップロードし、そのデータはサーバー側のTEE内で処理できるプログラムの範囲を定めた「ポリシー」に暗号的に紐づけられる。これらのポリシーは公開の透明性ログに記録され、外部の第三者が、どのような処理が許可されているかを検証できる仕組みになっている。学習は端末のオンライン状況に左右されずサーバー側で柔軟なスケジュールで進められるため、より多くの端末のデータを学習に取り込めるようになったという。

Googleはこの新システムを、Androidの標準キーボード「Gboard」の英語モデル学習で実際に運用しており、従来のシステムで約2カ月かかっていた学習期間が約3週間に短縮されたと説明している。同一の仕組みで比較した場合のプライバシー予算(zCDP)も、従来モデルの0.641から新システムでは0.215まで引き下げられており、使い勝手に関する指標を保ったまま、より厳格なプライバシー保護を実現できたとしている。

出典: Google Research公式ブログ

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Gboardの連合学習、新旧システムの比較

Google Researchが公式ブログで示した、従来システムと新しいTEEベースシステムの比較です。

項目 従来システム 新システム(TEEベース)
英語モデルの学習期間 約2カ月 約3週間
プライバシー予算(zCDP、同一手法での比較) 0.641 0.215
プライバシー保証の外部検証性 外部から検証する手段がない 公開の透明性ログで外部検証が可能

※出典: Google Research公式ブログ