Digitální knihovna UPCE přechází na novou verzi. Omluvte prosím případné komplikace. / The UPCE Digital Library is migrating to a new version. We apologize for any inconvenience.

Publikace:
An Explainable Federated Learning and Blockchain-based Secure Credit Modeling Method

ČlánekOmezený přístuppeer-reviewedpostprint
dc.contributor.authorYang, Fancze
dc.contributor.authorAbedin, mmad Zoynulcze
dc.contributor.authorHájek, Petrcze
dc.date.accessioned2025-10-07T10:51:53Z
dc.date.issued2024eng
dc.description.abstractFederated learning has drawn a lot of interest as a powerful technological solution to the "credit data silo" problem. The interpretability of federated learning is a crucial issue due to the lack of user interaction and the complexity of credit data monitoring. We advocate the importance of a credit data processing- as-a-service model, which completes conventional credit models in local environments, in order to overcome these restrictions. In particular, we describe an explainable federated learning and blockchain-based credit scoring system (EFCS) in this work. First, we propose an explainable federated learning method with controllable machine learning efficiency and controllable credit model decision making, thus having controllable credit model complexity and transparent and traceable credit decision-making mechanism. Then, we suggest an explainable federated learning training mechanism for credit data that prevents leakage of the model gradients trained by individual nodes during the training of the overall model. Neither the credit data provider nor the data user has access to the raw data in the credit model training ecosystem. Therefore, privacy protection, model performance, and algorithm efficiency, the core triangular cornerstones of federated learning, when added with model interpretability, together constitute a more secure and trustworthy federated learning-based methodology, thus providing a more reliable service for credit model training and construction. The EFCS scheme is presented via simulations of different types of federated learning and their resistance to system attack, applying the proposed model to six different credit scoring datasets. Extensive experimental analyses support the efficiency, security, and explainability of the EFCS.eng
dc.description.abstract-translatedFederální učení si získalo velkou pozornost jako výkonné technologické řešení problému "datových sil úvěrových informací". Vysvětlitelnost federálního učení je však zásadním problémem kvůli nedostatečné interakci s uživatelem a složitosti monitorování úvěrových dat. Navrhujeme význam modelu zpracování úvěrových dat jako služby (credit data processing-as-a-service), který doplňuje konvenční úvěrové modely v lokálních prostředích, aby se tato omezení překonala. V této práci představujeme vysvětlitelný systém pro hodnocení úvěruschopnosti (EFCS) založený na federálním učení a blockchainu. Nejprve navrhujeme vysvětlitelnou metodu federálního učení s kontrolovatelnou efektivitou strojového učení a kontrolovatelným rozhodováním úvěrového modelu. Tento přístup umožňuje mít kontrolovatelnou složitost úvěrového modelu a transparentní, sledovatelný mechanismus rozhodování. Dále navrhujeme mechanismus trénování federálního učení pro úvěrová data, který zabraňuje úniku gradientů modelu trénovaného jednotlivými uzly během trénování celkového modelu. V tomto ekosystému trénování úvěrových modelů nemají poskytovatelé úvěrových dat ani uživatelé přístup k surovým datům. Díky tomu je zajištěna ochrana soukromí, výkon modelu a efektivita algoritmu – tři základní pilíře federálního učení. Přidáním vysvětlitelnosti modelu vzniká bezpečnější a důvěryhodnější metodologie založená na federálním učení, která poskytuje spolehlivější služby při trénování a vytváření úvěrových modelů. Schéma EFCS je prezentováno prostřednictvím simulací různých typů federálního učení a jejich odolnosti vůči systémovým útokům, přičemž navržený model je aplikován na šest různých datových sad pro hodnocení úvěruschopnosti. Rozsáhlé experimentální analýzy podporují efektivitu, bezpečnost a vysvětlitelnost EFCS.cze
dc.formatp. 449-467eng
dc.identifier.doi10.1016/j.ejor.2023.08.040eng
dc.identifier.issn0377-2217eng
dc.identifier.obd39890746eng
dc.identifier.scopus2-s2.0-85171356179eng
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10195/86224
dc.identifier.wos001320701100001eng
dc.language.isoengeng
dc.peerreviewedyeseng
dc.project.IDGA22-22586S/Aspektově orientovaná analýza sentimentu finančních textů pro predikci finanční výkonnosti podnikueng
dc.publicationstatuspostprinteng
dc.publisherElsevier Science BVeng
dc.relation.ispartofEuropean Journal of Operational Research, volume 317, issue: 2eng
dc.relation.publisherversionhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0377221723006677eng
dc.rightsPráce není přístupnáeng
dc.subjectAnalyticseng
dc.subjectExplainable federated learningeng
dc.subjectPrivacy-preservingeng
dc.subjectInformation leakageeng
dc.subjectByzantine fault-toleranteng
dc.subjectAnalytikacze
dc.subjectVysvětlitelné federální učenícze
dc.subjectUchovávající soukromícze
dc.subjectÚnik informacícze
dc.subjectOdolnost proti byzantským poruchámcze
dc.titleAn Explainable Federated Learning and Blockchain-based Secure Credit Modeling Methodeng
dc.title.alternativeVysvětlitelná metoda modelování úvěrového rizika založená na federálním učení a blockchaincze
dc.typearticleeng
dspace.entity.typePublication

Soubory

Původní svazek

Nyní se zobrazuje 1 - 1 z 1
Načítá se...
Náhled
Název:
Explainable_federated_learning_rev2_clean.pdf
Velikost:
1.29 MB
Formát:
Adobe Portable Document Format