Vers: Coded Computing System With Distributed Encoding

doi:10.1109/TIT.2025.3591523

Vers: Coded Computing System With Distributed Encoding

2025-10-01

0

PRE

AI

N

Nastaran Abadi Khooshemehr *

M

Mohammad Ali Maddah-Ali

DOI：10.1109/TIT.2025.3591523

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编码计算已被证明在分布式计算中有用，并解决了诸如滞后工作节点等挑战。我们观察到，迄今为止研究的大多数编码计算系统都考虑了“一个领导者与若干工作节点”的设置。然而，近期出现的区块链、物联网和联邦学习等技术为编码计算系统引入了新的要求。在这些系统中，数据以分布式方式生成（并可能存储），因此由领导者进行集中编码/解码不可行且不可扩展。本文提出了一种多领导者分布式编码计算系统，该系统由k∈N个数据所有者和N∈N个工作节点组成，其中数据所有者雇佣工作节点对其数据执行由目标函数f（次数为d∈N）指定的某些计算。由于没有中央编码器，工作节点在计算阶段之前自行执行编码。该系统中的挑战是存在恶意数据所有者，它们不了解诚实数据所有者的数据，但会通过向不同工作节点发送不同版本的数据来造成差异，这对工作节点的本地编码造成损害。最多存在β∈N个恶意数据所有者，每个恶意数据所有者最多分发v∈N个不同的数据版本。由于工作节点和诚实数据所有者不了解恶意行为者及其可能的合谋行为，工作节点除了其主要计算任务外，还会计算其接收到的数据标签，并将这些标签发送给数据所有者以帮助其解码。我们引入了一个标签函数，允许数据所有者将工作节点划分为先前从所有数据所有者处接收到相同数据的集合。然后，我们确定了该多领导者分布式编码计算系统的基本极限，记为t*，即能够用于正确计算诚实数据所有者数据所需函数的最小工作节点数。我们证明t*(*)=v(β)d(K-1)+1，并给出了逆命题和可达性证明。

Keyword:

Encoding

Federated learning

Security

Internet of Things

Decoding

Blockchains

Training

Servers

Prevention and mitigation

Polynomials

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Vers: Coded Computing System With Distributed Encoding

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