Federated Learning and Transformer-Based Secure and Privacy-Aware Energy Forecasting Framework for IIoT-Equipped Modern Built Environments

2026

Закрытый доступ Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1109/icara69401.2026.11480411
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Accurate energy forecasting for industrial IoTequipped modern built environments is vital for sustainable energy resource management. However, using data from multiple buildings raises privacy concerns. This paper proposes a privacypreserving federated learning framework with two approaches: FTran, which uses federated learning with a transformer-based model, and SeFTran, which adds secure aggregation. In SeFTran, we included secure aggregation where model weights are split into additive shares using additive secret sharing, encrypted via Advanced Encryption Standard (AES) algorithm, with keys exchanged via the Diffie-Hellman (DH) protocol and aggregated without exposing weights. This ensures client data remains private from both the server and other clients. We evaluated our models against several baselines, including ANN, LSTM, BiLSTM, and Stacked LSTM models. Results show that proposed FTran and SeFTran achieve high prediction performance with RMSE scores of 1.2346 and 1.2441, and MAE scores of 0.9972 and 0.9968, respectively, while SeFTran providing strong privacy protection and performance close to unencrypted FTran. This demonstrates the potential of the proposed secure federated learning framework for smart building systems.