[論文レビュー] Characterizing and Avoiding Routing Detours Through Surveillance States

Anne Edmundson, Roya Ensafi+2 more|arXiv (Cornell University)|May 24, 2016

Internet Traffic Analysis and Secure E-voting参考文献 15被引用数 17

ひとこと要約

この論文は、監視国家に属さない国から出発し、かつ到着先も監視国家でない場合ですら、ユーザーのトラフィックが監視国家を通過するトランスナショナルルーティングの迂回路を調査している。人気ドメインへの経路を測定することで、オーバーレイリレーやオープンDNSリゾルバーが、高監視国を通過する経路を顕著に削減できることを示している。具体的には、ブラジル発のトラフィックにおける米国の経路通過率を84％から37％にまで低下させた。しかし、主要な監視国は依然として避けがたい状況にあり続ける。

ABSTRACT

An increasing number of countries are passing laws that facilitate the mass surveillance of Internet traffic. In response, governments and citizens are increasingly paying attention to the countries that their Internet traffic traverses. In some cases, countries are taking extreme steps, such as building new Internet Exchange Points (IXPs), which allow networks to interconnect directly, and encouraging local interconnection to keep local traffic local. We find that although many of these efforts are extensive, they are often futile, due to the inherent lack of hosting and route diversity for many popular sites. By measuring the country-level paths to popular domains, we characterize transnational routing detours. We find that traffic is traversing known surveillance states, even when the traffic originates and ends in a country that does not conduct mass surveillance. Then, we investigate how clients can use overlay network relays and the open DNS resolver infrastructure to prevent their traffic from traversing certain jurisdictions. We find that 84\% of paths originating in Brazil traverse the United States, but when relays are used for country avoidance, only 37\% of Brazilian paths traverse the United States. Using the open DNS resolver infrastructure allows Kenyan clients to avoid the United States on 17\% more paths. Unfortunately, we find that some of the more prominent surveillance states (e.g., the U.S.) are also some of the least avoidable countries.

研究の動機と目的

• 非監視国からのトラフィックが、ローカルに保たれようとするにもかかわらず、依然として既知の監視国を通過する理由を理解すること。
• オーバーレイネットワークリレーやオープンDNSリゾルバーの有効性を、監視国を通過するルーティングの迂回を回避する観点から評価すること。
• グローバルルーティングインfraストラクチャにおいて中心的役割を果たすがゆえに、避けがたいとされる国を特定すること。
• ルーティング選択を通じて大規模監視への露出を最小限に抑えるために、ユーザーおよびネットワークが実行可能なインサイトを提供すること。

提案手法

• 人気ドメインへの複数のベンチマークポイントからの国レベルの経路測定により、トランスナショナルな迂回路を特定する。
• クライアント側のオーバーレイリレーデプロイが、経路の多様性および管轄区域への露出に与える影響を分析する。
• クエリを再ルーティングし、特定の国を避けるためにオープンDNSリゾルバーインフラの利用を評価する。
• tracerouteおよびDNSクエリ分析を用いて、ルーティング経路をマッピングし、監視国を通過する状況を検出する。
• 公開可能な証拠に基づき、マス監視プログラムの存在を確認できる国を監視国として分類する。
• リレーや代替DNSリゾルバーを使用した場合のルーティング行動と、ベースライン時の行動を比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非監視国からのトラフィック経路が、既知の監視国をどの程度通過するのか。
• RQ2 オーバーレイネットワークリレーや、米国のような高監視国を通過する経路を減らす効果はどの程度か。
• RQ3 オープンDNSリゾルバーインフラは、米国のような特定の国を避けるために、クライアントが利用可能か。
• RQ4 グローバルルーティングにおいて中心的役割を果たすがゆえに、避けがたいとされる監視国はどれか。
• RQ5 ネットワークトポロジーやルートの多様性は、管轄区域回避の実現可能性にどのような影響を与えるか。

主な発見

• ブラジル発のトラフィックの84％が、マス監視を実施していないにもかかわらず、米国を通過している。
• クライアントがオーバーレイリレーサービスを利用すると、ブラジル発の経路のうち米国を通過する割合は37％にまで低下し、露出が顕著に減少することが示された。
• オープンDNSリゾルバーインフラを活用することで、ケニア発のクライアントはデフォルト設定と比較して、17％の経路で米国を避けることができた。
• 米国は、マス監視国として顕著であるが、グローバルルーティングにおける中心的役割ゆえ、依然として最も避けがたい国の一つである。
• 多くの国が、人気ウェブサイトのホスティングおよびルートの多様性が不足しているがゆえに、ローカルトラフィックをローカルに保とうとする取り組みが損なわれている。
• 緩和策を講じたとしても、バックボーンインフラにおける支配的役割ゆえに、一部の高監視国は避けがたい状況に留まっている。