功能视图的组成

功能视图是构建联邦学习系统所需功能的技术中立的视图。功能视图描述了支持联邦学习活动所必需功能的分布，定义了功能之间的依赖关系。功能视图涵盖的联邦学习内容如图，包括：功能组件、功能层、跨层功能。功能组件是参与某一活动所需的、能实现的功能构件，联邦学习系统能力由一组已实现的功能组件定义。功能层是一组提供类似功能或服务于共同目标的功能组件的集合。跨层功能提供跨越多个功能层次能力的功能组件。

联邦学习功能架构通过分层框架来描述组件。在分层框架中，特定类型的功能被分组到各层中，相邻层次的组件之间通过接口交互。功能组件是联邦学习活动的功能集合。

服务层

服务层使用算法层的组件，根据业务需求实现业务逻辑，为联邦学习用户提供服务，包括但不限于：

a) 用户服务组件：将联邦学习服务能力通过一种或多种访问机制展现；

b) 参与方协调组件：接收或发起参与方间的协调指令，避免或解决联邦学习活动使用中的冲突；

c) 算法通用服务组件：封装使用算法层组件，提供通用的算法服务；

d) 算法场景服务组件：使用算法层组件，提供与特定业务或场景相关的算法服务；

e) 数据服务组件：将本地数据发布到联邦学习网络，或从联邦学习网络中发现数据，供本地建模及预测使用；f) 任务管理服务组件：管理联邦学习活动中的计算任务。

算法层

算法层组件实现了联邦学习算法逻辑，为服务层提供支持。算法层实现的逻辑主要基于算子层组件

的组装，也可包含同属于算法层的组件。算法层的实现应是通用的，不与具体业务耦合，包括但不限于：

a) 样本对齐：在不同参与方间对齐样本；

b) 特征对齐：在不同参与方间对齐特征；

c) 联合特征工程：在不同参与方间处理特征，使其定义一致；

d) 领域自适应：算法参与方对本方数据进行适配，适配后的目标数据与源数据具有相似性，以参与不同领域间的计算；e) 通用联邦学习算法：包括但不限于横向联邦学习、纵向联邦学习等通用联邦学习的算法的具体实现；

f) 算法评估：对联邦学习算法的效果进行评估。

算子层

算子层使用基础架构层提供的功能，向算法层提供高抽象的组件，使算法开发者可基于算子快速实现联邦学习算法。算子层也可包含同属于算子层的组件，比如聚合算子可使用多方安全计算算子实现聚合逻辑。算子层提供的组件应是通用的，可被不同的联邦学习算法复用，不与具体联邦学习算法耦合，包括但不限于：

a) 多方安全计算算子：提供一种或多种多方安全计算算子的实现；

b) 聚合算子：提供常见聚合算子的实现；

c) 激活函数：提供常见激活函数的实现；

d) 正则化处理器：提供常见正则化处理器的实现；

e) 代价函数：提供常见代价函数的实现；

f) 优化方法：提供常见优化方法的实现；

g) 梯度处理器：提供常见梯度处理器的实现。

基础架构层

基础架构层可视作联邦学习服务的基础支撑，向算子层提供通用的计算、存储、通信的能力，包括：

a) 计算组件：提供建模、预测等任务的计算能力；

b) 存储组件：提供存储产出模型与必要数据的能力，并应提供数据导入/导出的实用工具；

c) 资源调度与管理组件：提供分配、跟踪与记录资源状态的能力；

d) 通信组件：提供各参与方间安全传递信息的能力。

跨层功能

跨层功能与服务层、算法层、算子层、基础架构层的组件进行交互以提供支撑能力，包括但不限于运营功能、系统安全功能、监督和评估功能。

下一节我们将介绍各个架构层间的功能关系