[논문 리뷰] Measuring I2P Censorship at a Global Scale

Nguyen Phong Hoang, Sadie Doreen외 1명|arXiv (Cornell University)|2019. 07. 16.

Internet Traffic Analysis and Secure E-voting참고 문헌 56인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 자원봉사자들이 운영하는 VPN 서버를 활용해 I2P 익명성 네트워크 차단 여부를 평가하는 글로벌이고 기회적인 차단 측정 인프라를 제시한다. 한 달 동안 164개국의 1,700개 지점에서 실시한 54,000건의 측정을 통해 중국, 이ран, 오ман, 카타르, 쿠웨이트 등 다섯 나라에서 DNS 오염, SNI 기반 차단, TCP 인젝션, 차단 페이지 등 다양한 기법을 사용해 목표 지향적인 차단이 이루어지고 있음을 확인했다.

ABSTRACT

The prevalence of Internet censorship has prompted the creation of several measurement platforms for monitoring filtering activities. An important challenge faced by these platforms revolves around the trade-off between depth of measurement and breadth of coverage. In this paper, we present an opportunistic censorship measurement infrastructure built on top of a network of distributed VPN servers run by volunteers, which we used to measure the extent to which the I2P anonymity network is blocked around the world. This infrastructure provides us with not only numerous and geographically diverse vantage points, but also the ability to conduct in-depth measurements across all levels of the network stack. Using this infrastructure, we measured at a global scale the availability of four different I2P services: the official homepage, its mirror site, reseed servers, and active relays in the network. Within a period of one month, we conducted a total of 54K measurements from 1.7K network locations in 164 countries. With different techniques for detecting domain name blocking, network packet injection, and block pages, we discovered I2P censorship in five countries: China, Iran, Oman, Qatar, and Kuwait. Finally, we conclude by discussing potential approaches to circumvent censorship on I2P.

연구 동기 및 목표

• 글로벌 스케일에서 I2P 네트워크 차단의 정도와 기법을 조사하기 위해.
• 차단 모니터링 플랫폼에서 측정의 깊이와 지리적 커버리지 사이의 상충 관계를 해결하기 위해.
• 기존의 차단 회피 도구(예: I2P)가 제재 환경에서 실제로 얼마나 효과적인지 평가하기 위해.
• 공식 홈페이지, 미러 사이트, 리세드 서버 등 I2P 서비스를 대상으로 하는 주요 차단 기법을 특정하기 위해.
• I2P의 차단에 대한 저항력을 향상시키기 위한 실용적인 대책을 제안하기 위해.

제안 방법

• 164개국에 걸쳐 분산된 자원봉사자 운영 VPN Gate 네트워크를 활용해 1,700개의 지리적으로 다양화된 관측 지점을 확보했다.
• 공식 홈페이지, 미러 사이트, 리세드 서버, 활성 릴레이를 대상으로 한 4개의 I2P 서비스에 대해 54,000건의 연결성 측정을 수행했다.
• 다양한 탐지 기법을 활용: DNS 해석 분석, HTTPS 트래픽에 대한 SNI 점검, TCP 패킷 인젝션 확인, 차단 페이지 탐지.
• 주로 거주지 네트워크에서의 사용자 액세스를 시뮬레이션하기 위해 자원봉사자들이 운영하는 VPN 서버(VGVP)에 기반한 OpenVPN 기반 연결을 사용했다.
• 결과의 타당성을 확보하기 위해 OONI 및 ICLab 플랫폼과의 결과를 교차 검증하여 일관성과 신뢰성을 확보했다.
• HTTP 및 HTTPS 프로토콜, 다양한 네트워크 계층에서의 필터링 패턴을 분석하여 다양한 차단 메커니즘을 구분했다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 I2P 익명성 네트워크는 어느 정도의 범위로 전 세계적으로 차단되고 있으며, 어떤 국가들이 이러한 차단을 시행하고 있는가?
• RQ2 DNS 오염, SNI 기반 필터링, TCP 인젝션 등의 특정 차단 기법들이 I2P 서비스에 어떻게 적용되고 있는가?
• RQ3 특히 거주지 기반 측정 인프라는 국가별 필터링 정책 탐지에 어떻게 기여하는가?
• RQ4 도메인 이름 기반 차단이 I2P의 장기적인 내구성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 I2P의 대규모 차단에 대한 저항력을 향상시키기 위해 어떤 아키텍처나 운영적 변화가 필요할까?

주요 결과

• I2P는 중국, 이란, 오만, 카타르, 쿠웨이트 등 다섯 나라에서 차단된 것으로 확인되었다.
• 중국은 공식 I2P 홈페이지와 세 개의 리세드 서버에 대해 DNS 오염을 통해 액세스를 차단했다.
• 이란에서는 HTTP를 통해 I2P 미러 사이트에 액세스할 경우 TCP 패킷 인젝션을 통해 HTTP 403 Forbidden 응답을 삽입했다.
• 오만과 카타르에서는 HTTPS를 통해 I2P 홈페이지에 액세스할 경우 SNI 기반 차단을 시행했으며, 이는 심층 패킷 검사를 의미한다.
• 오만, 카타르, 쿠웨이트에서는 HTTP를 통해 I2P 미러 사이트에 액세스할 경우 명시적인 차단 페이지가 확인되어 활성 콘텐츠 필터링이 이루어지고 있음을 시사한다.
• I2P 릴레이의 IP 기반 차단에 대한 증거는 관찰되지 않았지만, 모든 릴레이 IP가 수집되어 블랙리스트에 올라가면 위험이 매우 높을 것으로 예상된다.