[논문 리뷰] Characterizing and Avoiding Routing Detours Through Surveillance States

Anne Edmundson, Roya Ensafi외 2명|arXiv (Cornell University)|2016. 05. 24.

Internet Traffic Analysis and Secure E-voting참고 문헌 15인용 수 17

한 줄 요약

이 논문은 원천과 목적지가 감시 국가에 속하지 않은 국가에 있더라도 사용자 트래픽이 감시 국가를 통과하게 하는 전역적 라우팅 비정상 경로를 조사한다. 인기 도메인으로 향하는 경로를 측정함으로써 오버레이 릴레이와 개방형 DNS 리졸버가 고감시 국가를 통과하는 경로를 크게 줄일 수 있음을 입증한다. 브라질 트래픽의 미국 통과 비율을 84%에서 37%로 감소시키며, 주요 감시 국가의 회피는 여전히 어려움을 겪는다.

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.

연구 동기 및 목표

• 감시를 하지 않는 국가에서 오는 트래픽가 여전히 알려진 감시 국가를 통과하는 이유를 이해하기 위해.
• 오버레이 네트워크 릴레이와 개방형 DNS 리졸버의 효과성을 평가하여 감시 국가를 통과하는 경로를 피할 수 있는지 확인하기 위해.
• 글로벌 라우팅 인프라에서의 중심적인 역할으로 인해 피하기 어려운 국가들을 특정하기 위해.
• 라우팅 선택을 통해 대량 감시에 노출되는 것을 최소화하고자 하는 사용자와 네트워크를 위한 실질적인 통찰을 제공하기 위해.

제안 방법

• 다양한 관측 지점에서 인기 도메인으로 향하는 국가 수준의 경로를 측정하여 전역적 비정상 경로를 식별하기 위해.
• 클라이언트 측 오버레이 릴레이 배포가 경로 다양성과 관할권 노출에 미치는 영향을 분석하기 위해.
• 쿼리를 재루팅하고 특정 국가를 회피하기 위해 개방형 DNS 리졸버 인프라의 사용을 평가하기 위해.
• 트래서루트와 DNS 쿼리 분석을 사용하여 라우팅 경로를 매핑하고 감시 국가를 통과하는지 감지하기 위해.
• 공개적으로 확보된 대량 감시 프로그램 증거를 바탕으로 국가들을 감시 국가로 분류하기 위해.
• 기본 라우팅 행동과 릴레이 또는 대체 DNS 리졸버를 사용할 때의 라우팅 행동을 비교하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 감시를 하지 않는 국가에서 오는 트래픽 경로가 얼마나 많은 비율로 알려진 감시 국가를 통과하는가?
• RQ2 오버레이 네트워크 릴레이는 미국과 같은 고감시 관할권을 통과하는 데 얼마나 효과적인가?
• RQ3 개방형 DNS 리졸버 인프라는 클라이언트가 미국과 같은 특정 국가를 통과하는 것을 피는 데 도움이 되는가?
• RQ4 글로벌 라우팅에서의 중심성으로 인해 피하기 어려운 감시 국가는 어느 것인가?
• RQ5 네트워크 토폴로지와 경로 다양성이 관할권 회피의 가능성에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 브라질에서 기원하는 트래픽의 84%가 브라질이 대량 감시를 하지 않음에도 불구하고 미국을 통과한다.
• 클라이언트가 오버레이 릴레이를 사용할 경우, 브라질 트래픽 중 미국을 통과하는 비율이 37%로 감소하여 노출이 크게 줄어든다.
• 개방형 DNS 리졸버 인프라를 사용함으로써 케냐 사용자는 기본 설정 대비 17% 더 많은 경로에서 미국을 회피할 수 있다.
• 미국은 주요 감시 국가임에도 불구하고 글로벌 라우팅에서의 중심적인 역할로 인해 가장 회피하기 어려운 국가 중 하나로 남아 있다.
• 많은 국가들이 인기 웹사이트의 호스팅 및 경로 다양성 부족으로 인해 지역 트래픽을 지역에 유지하려는 노력이 무너진다.
• 예방 조치를 적용하더라도 일부 고감시 국가의 백본 인프라에서의 지배력으로 인해 피할 수 없는 경우가 있다.