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Machine Learning

Treino com dados descentralizados

Treinar com dados espalhados por fábricas, agências, filiais ou países sem construir primeiro o data lake central. O treino vai a cada local; o modelo volta.

01 / 04

Os dados estão em todo o lado e não podem ser juntados

Fábricas, agências, filiais, países: cada um com o seu sistema, dono e jurisdição. Copiar tudo para um repositório é uma transferência a justificar, um repositório a proteger e um ano à espera.

CH.01 · O problema

Os dados estão em todo o lado, e não podem ser juntados.

  1. Silos com regras próprias

    Cada fábrica, agência ou filial guarda os seus dados no seu sistema, com o seu dono e muitas vezes na sua jurisdição. Obter acesso de leitura a todos exige um programa próprio.

  2. Movê-los é o risco

    Copiar dados pessoais ou confidenciais para um repositório central cria uma nova transferência a justificar, um novo repositório a proteger, e uma nova questão de residência em cada país envolvido.

  3. Movê-los é também lento

    Terabytes de registos ou imagens de vinte locais por ligações normais. Quando o lake está cheio, a pergunta já mudou.

A nossa resposta

Levar o treino a cada local

Um cliente de treino em cada local aprende com os dados locais. Um coordenador combina a aprendizagem num modelo e devolve-o. Sem cópia, sem transferência, sem lake. Os locais ficam com os seus dados e as suas regras, e o grupo recebe um modelo que os conhece a todos.

CH.02 · O que construímos

Como construímos

Três partes: a rede de clientes, os dados em cada local, e a privacidade do que viaja.

Sem repositório central para construirCada local mantém as suas regrasSó as atualizações do modelo viajamOs locais podem entrar e sair
01

Arquitetura de rede

Clientes nos locais, um coordenador no meio.

  • Instalar um cliente de treino dentro do perímetro de cada local
  • Configurar o coordenador onde o grupo permite
  • Autenticar e cifrar cada ligação
  • Agendar rondas à volta da carga de cada local
  • Tratar locais que entram, pausam ou saem
02

Preparação dos dados

Alinhados sem serem movidos.

  • Acordar um esquema comum entre locais
  • Mapear os dados de cada local para ele, localmente
  • Verificar a qualidade por local e reportá-la
  • Reservar dados de teste locais em cada local
  • Manter os dados brutos no local, sempre
03

Mecanismos de privacidade

O que viaja nada revela.

  • Agregação segura para nenhuma atualização isolada ser visível
  • Privacidade diferencial onde a garantia o exige
  • Limites a cada atualização contra envenenamento
  • Registos em cada local para a sua própria auditoria
  • Protocolo revisto pela equipa de segurança de cada local
CH.03 · Como corre

Como corre

Quatro fases, dos locais numa lista a um modelo em cada um deles.

  1. 01Fase 1

    Avaliação

    Locais, dados, regras, a pergunta.

    • Listar os locais e os seus sistemas de dados
    • Confirmar as regras e o dono de cada local
    • Definir a previsão e como é usada
  2. 02Fase 2

    Configuração da rede

    Clientes, coordenador, ligações.

    • Instalar o cliente em cada local
    • Configurar o coordenador e a agregação segura
    • Mapear os dados locais para o esquema comum
  3. 03Fase 3

    Desenvolvimento do modelo

    Rondas entre os locais.

    • Correr rondas de treino
    • Avaliar em cada local com dados locais reservados
    • Comparar com a base só do local
  4. 04Fase 4

    Instalação e escala

    O modelo em todo o lado, locais novos a entrar.

    • Passar o modelo a produção em cada local
    • Monitorizar o desempenho por local
    • Integrar locais novos com o cliente
CH.04 · O que muda

O que muda

Um modelo em todo o grupo, sem a migração e sem a transferência.

O projeto começa este trimestre

Sem data lake para construir primeiro. Clientes instalados, esquema acordado, primeira ronda corrida: semanas, e não o ano que uma plataforma central leva.

Todas as jurisdições satisfeitas

Os dados ficam no país e no sistema onde vivem. A questão de conformidade por local é respondida pelo desenho.

Um modelo que conhece o grupo inteiro

Padrões de cada fábrica, agência ou filial, medidos em cada local contra um modelo treinado só com os seus próprios dados.

Lado a ladoTreino centralTreino descentralizado
Movimento de dadosTudo para um repositórioNenhum; só atualizações
PrivacidadeUma segunda cópia a protegerRegistos ficam no local, atualizações mascaradas
ConformidadeUma transferência por jurisdiçãoSatisfeita pelo desenho
Trabalhar entre organizaçõesPrecisa de um acordo de partilhaPrecisa de um protocolo
Quem controla os dadosA plataforma centralCada local, como antes
CH.05 · Perguntas

Perguntas

Normalmente perto, e essa é a comparação que importa só quando um repositório central é possível. Quando não é, a comparação é com o que cada local consegue treinar sozinho, e o modelo descentralizado é melhor por uma margem que medimos por local em dados locais reservados e reportamos antes da entrega.

Grupos com dados em várias fábricas, agências, filiais ou países: indústria, cadeias de retalho, grupos bancários e seguradores, redes de saúde, entidades públicas com delegações regionais. E consórcios de organizações separadas que querem um modelo sem partilhar dados, que é federated learning entre empresas.

Cada ligação é autenticada e cifrada. As atualizações são combinadas com agregação segura, por isso o coordenador vê só a soma. Onde a garantia o exige, adiciona-se ruído de privacidade diferencial. Cada atualização é limitada contra envenenamento. Cada local regista as suas rondas para a sua própria auditoria, e o protocolo é revisto pela equipa de segurança de cada local antes da primeira ronda.

Uma máquina dentro do seu perímetro capaz de correr o cliente de treino sobre os dados locais: para a maioria dos dados tabulares e registos um servidor normal, para imagens ou modelos grandes uma GPU. Mais uma ligação de saída para o coordenador. O coordenador corre onde o grupo permitir, nas instalações ou numa cloud privada. Dimensionamos na avaliação a partir dos dados e do modelo.

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