[論文レビュー] Evaluation of Anonymized ONS Queries

Joaquín García-Alfaro, Michel Barbeau+1 more|ArXiv.org|Nov 23, 2009

Internet Traffic Analysis and Secure E-voting参考文献 29被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、RFIDタグ付物体のためのDNSベースのルックアップシステムであるEPCglobal Object Name Service（ONS）へのクエリを匿名化するためにTorを使用するものについて評価している。研究では、Torがクエリの発信元を隠すことでプライバシーのリスクを低減するが、測定可能な遅延を引き起こし、Torネットワークにおける潜在的な攻撃により完全な匿名性を提供しないことが示された。

ABSTRACT

Electronic Product Code (EPC) is the basis of a pervasive infrastructure for the automatic identification of objects on supply chain applications (e.g., pharmaceutical or military applications). This infrastructure relies on the use of the (1) Radio Frequency Identification (RFID) technology to tag objects in motion and (2) distributed services providing information about objects via the Internet. A lookup service, called the Object Name Service (ONS) and based on the use of the Domain Name System (DNS), can be publicly accessed by EPC applications looking for information associated with tagged objects. Privacy issues may affect corporate infrastructures based on EPC technologies if their lookup service is not properly protected. A possible solution to mitigate these issues is the use of online anonymity. We present an evaluation experiment that compares the of use of Tor (The second generation Onion Router) on a global ONS/DNS setup, with respect to benefits, limitations, and latency.

研究の動機と目的

• EPC識別子を情報サービスに解決するためにDNSを使用するEPCglobal Object Name Service（ONS）におけるプライバシーのリスクを調査すること。
• クエリを匿名化することで、Torがこれらのプライバシーの脅威を軽減できるかどうかを評価すること。
• ONSクエリをTorネットワークを経由してルーティングすることによって生じる性能のオーバーヘッドと遅延を測定すること。
• 既知のインfra構造への攻撃を考慮した上で、ONSトラフィックにおけるTorが提供する実際の匿名性の水準を評価すること。

提案手法

• 世界規模のONS/DNS構成を用いた実世界の実験を通じて、Torを使用する・しない場合のクエリ応答時間を測定した。
• EPCネットワーククエリを匿名化するために、Torの2世代目のオニオンルーティングプロトコルを用い、複数のリレーサーバーを経由してルーティングした。
• ONSクエリをTorネットワーク経由でルーティングした際のエンドツーエンドの遅延と性能劣化を測定した。
• 先行研究（例：[BMG+07]）の結果を応用して、Torにおけるパスの改ざんの理論的リスクを分析した。
• ネットワークレベルの相関に基づく攻撃者がクエリを脱匿名化する確率と想定される匿名セットのサイズを評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 EPCベースのサプライチェーンシステムにおけるONSクエリにおいて、Torを使用することでプライバシー漏洩のリスクはどの程度低減されるか？
• RQ2 ONSクエリをTorネットワーク経由でルーティングすることによって、どの程度の性能のオーバーヘッド（遅延）が生じるか？
• RQ3 攻撃者がネットワークの一部を制御しているという現実的な脅威モデル下で、Torが提供する匿名性の水準はどのようになるか？
• RQ4 TorはONSに対して実用的なプライバシー保護ソリューションと見なせるか、それとも根本的な制限により強力な匿名性を提供できないのか？

主な発見

• Torを用いることで、ONSクエリの発信元を隠すことができ、ユーザーおよび組織のメタデータを保護するため、プライバシー漏洩のリスクが顕著に低減される。
• Torは測定可能な遅延を引き起こし、ONSクエリのエンドツーエンド応答時間に性能劣化が観察された。
• 理論的分析によれば、Torノードの5–10％が改ざんされている場合、攻撃者がパスを脱匿名化する確率は0.21％から0.67％に上昇し、現実的な攻撃スケーリングでは15–48％に達する可能性がある。
• 性能コストが伴うものの、ONSサービスはTor経由でも許容できる性能水準で機能し、利用可能である。
• 既存の攻撃（例：悪意あるノードの利用）により、特に高い改ざん率の下では匿名性が著しく低下するため、Torは強力なプライバシーを保証しない。
• 本研究の結論として、Torは完全な解決策ではなく、プライバシー保護の部分的対策にとどまるとされる。