Protection method of name privacy in the Intrnet
| Project/Area Number |
19K22843
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 60:Information science, computer engineering, and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
長谷川 亨 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (70576264)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小泉 佑揮 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (50552072)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 情報指向ネットワーキング / プライバシー / インターネット |
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| Outline of Research at the Start |
Information Centric Networking(ICN)ではキャッシュ機能を活用するためにデータ名を同じビット列に暗号化するため，プライバシー漏洩に対してIPより脆弱である．キャッシュの有効性を活用するために，ICNの脆弱性を解消する手法を開発する．まず，IPとICNにおけるプライバシーを定義するモデルを開発し，次にプライバシーを漏洩させないキャッシュ方式を開発する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
Information Centric Networking(ICN)は，コンテンツの指定にUniversal Resource Locator (URL)のような名前を用いるため，ネットワーク内の盗聴者などの攻撃者に，要求者が要求したコンテンツの情報が漏洩する．これに対して、コンテンツの名前を暗号化/obfuscateすることがプライバシー漏洩を防ぐ防御法を開発している．本年度は1つのコンテンツが複数パケットから構成される場合を対象として，暗号化されたパケット名から元のコンテンツ名が頻度攻撃により漏洩する脆弱性を評価した。
（１）1コンテンツを構成するパケット名を同一の暗号鍵で暗号化しても，パケットの盗聴頻度からネットワークを盗聴する攻撃者により頻度攻撃を用いて，高い確率で推測されることが判明した．
（２）（１）の課題を解決するために，1つのコンテンツを複数の暗号鍵で暗号化して，同一のパケットが複数の暗号化パケット名に対応させ，さらに個数を攻撃者に知らせない防御法を設計した。その一方で，この防御法に対応するように頻度攻撃を改良した．この結果，コンテンツ毎の暗号鍵数を総当たりで推測するように頻度攻撃を改良することで，暗号鍵を複数個用いるだけでは，高い確率で推測されることが判明した．
（３）（２）の課題を解決するために，同一の暗号鍵で暗号化されたコンテンツが要求される頻度が同一になるコンテンツを複数個(k個)用意することで，攻撃者にk個の内どのコンテンツかを隠蔽する防御法を考案し，（２）の頻度攻撃ではコンテンツ名を推測できないことを検証した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2年目の目標は，１つのコンテンツが複数個のパケットから構成される場合を対象として，頻度攻撃に対する基本的な防御法を開発することであったが，下記の通り，目標を達成した．
（１）1つのコンテンツを複数の暗号化鍵で暗号化しても，盗聴したパケットの頻度から元のコンテンツ名を推測する頻度攻撃を開発した．
（２）同一の暗号鍵で暗号化されたコンテンツが要求される頻度が同一になるコンテンツを複数個(k個)用意することで，攻撃者に匿名集合のk個の内，どのコンテンツ名かを攻撃者に知らせない防御法を開発した．
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| Strategy for Future Research Activity |
2年目に開発した防御法は，2つの課題を持つ．第一に，一つのコンテンツを多数の暗号鍵で暗号化する必要があり，個々の暗号化コンテンツの要求頻度が小さくなり，ICNの利点であるキャッシュヒット率が低下する．第二に，パケット名を暗号化しても，コンテンツのトラフィックの特徴から．コンテンツ名が漏洩する可能性が高い．
（１）キャッシュヒット率を向上させるために，暗号化したコンテンツを複数のルータに分散して配置することで，キャッシュの容量を増加させる手法を設計し，評価する．
（２）トラフィックの特徴に対する攻撃(fingerprint攻撃)に対する防御法の脆弱性を，コンテンツの対象としてWebページを用いて，評価する．評価結果に基づいて，トラフィックの特徴を深層学習，複数パス転送を活用して，コンテンツ名を隠蔽する防御法を設計し，評価する．
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
