how to use

1. Install requirements

pip3 install -r requirements.txt

2. Train on MNIST

2.1 Plain Mode

with LetNet:

python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --model LeNet --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode Plain

with AlexNet:

python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --model AlexNet --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode Plain

2.2 Encrypt with Paillier

python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode Paillier --phe_key_len 128

python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode Paillier --phe_key_len 256
...

python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode Paillier --phe_key_len 2048

2.2 Encrypt with CKKS

with different poly_modulus_degree

python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode CKKS --ckks_sec_level 128 --ckks_mul_depth 0 --ckks_key_len 1024
python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode CKKS --ckks_sec_level 128 --ckks_mul_depth 0 --ckks_key_len 2048
...
python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode CKKS --ckks_sec_level 128 --ckks_mul_depth 0 --ckks_key_len 32768

with different multiplication depth

python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9--mode CKKS --ckks_sec_level 128 --ckks_mul_depth 0 --ckks_key_len 1024
python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9--mode CKKS --ckks_sec_level 128 --ckks_mul_depth 0 --ckks_key_len 2048
...
python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode CKKS --ckks_sec_level 128 --ckks_mul_depth 0 --ckks_key_len 32768

with different security level

python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode CKKS --ckks_sec_level 128 --ckks_mul_depth 0 --ckks_key_len 2048
python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode CKKS --ckks_sec_level 192 --ckks_mul_depth 0 --ckks_key_len 2048
...
python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode CKKS --ckks_sec_level 256 --ckks_mul_depth 0 --ckks_key_len 2048

3. Train on Cifar-10

3.1 Plain Mode

with LetNet:

python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --model LeNet --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode Plain

with AlexNet:

python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --model AlexNet --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode Plain

3.2 Encrypt with Paillier

python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --model LeNet  --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode Paillier --phe_key_len 128

python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --model LeNet  --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode Paillier --phe_key_len 256

...

python3 main.py --gpu -1 --dataset mnist --model LeNet --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode Paillier --phe_key_len 2048

3.2 Encrypt with CKKS

with different poly_modulus_degree

python3 main.py --gpu -1 --dataset cifar --model LeNet --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode CKKS --ckks_sec_level 128 --ckks_mul_depth 0 --ckks_key_len 1024

python3 main.py --gpu -1 --dataset cifar --model LeNet --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode CKKS --ckks_sec_level 128 --ckks_mul_depth 0 --ckks_key_len 2048

...
python3 main.py --gpu -1 --dataset cifar --model LeNet --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode CKKS --ckks_sec_level 128 --ckks_mul_depth 0 --ckks_key_len 32768

with different multiplication depth

python3 main.py --gpu -1 --dataset cifar --model LeNet --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode CKKS --ckks_sec_level 128 --ckks_mul_depth 0 --ckks_key_len 1024

python3 main.py --gpu -1 --dataset cifar --model LeNet --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode CKKS --ckks_sec_level 128 --ckks_mul_depth 1 --ckks_key_len 1024
...
python3 main.py --gpu -1 --dataset cifar --model LeNet --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode CKKS --ckks_sec_level 128 --ckks_mul_depth 5 --ckks_key_len 1024

with different security level

python3 main.py --gpu -1 --dataset cifar --model LeNet --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode CKKS --ckks_sec_level 128 --ckks_mul_depth 0 --ckks_key_len 2048
python3 main.py --gpu -1 --dataset cifar --model LeNet --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode CKKS --ckks_sec_level 192 --ckks_mul_depth 0 --ckks_key_len 2048
...
python3 main.py --gpu -1 --dataset cifar --model LeNet --num_channels 1  --epochs 10 --local_ep 10 --lr 0.015 --momentum 0.9 --mode CKKS --ckks_sec_level 256 --ckks_mul_depth 0 --ckks_key_len 2048