[論文レビュー] MessageGuard: Retrofitting the Web with User-to-user Encryption

Scott Ruoti, Daniel Zappala+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 30, 2015

Internet Traffic Analysis and Secure E-voting参考文献 28被引用数 4

ひとこと要約

MessageGuard は、Web サイトの変更、ブラウザの変更、プラットフォームの変更なしに、エンドツーエンドのユーザー間暗号化を実装するシステムであり、クライアント側での暗号化および復号化を可能にします。94% の上位 50 サイトでシームレスな統合が達成され、パフォーマンスへの影響は最小限で、ユーザースタディーでも高い使いやすさを示しました。

ABSTRACT

Users today share a great deal of private information on the Web. While HTTPS protects this data during transmission, it does not protect data at rest, nor does it protect user data from the websites which store or transmit that data. These issues can be addressed with user-to-user encryption, an approach where data is encrypted and decrypted at the user's computer and is opaque to websites. In this paper we present MessageGuard, the first system that retrofits the Web with user-to-user encryption and is designed to work with all websites, in all browsers, on all platforms. We demonstrate that MessageGuard operates out-of-the-box on 47 of the Alexa top 50 sites, has minimal performance overhead, and is rated as highly usable by study participants.

研究の動機と目的

• HTTPS などのトランスポート層セキュリティを超えた、Web 上でのエンドツーエンドのデータ保護の欠如に対処すること。
• すべての Web サイト、ブラウザ、プラットフォームで透明に動作するユーザー間暗号化を実現すること。
• 既存の Web インfraストラクチャーやユーザ行動の変更なしに、強力なプライバシーを確保すること。
• スケールアップでのエンドツーエンド暗号化の実装可能性、パフォーマンス、使いやすさを評価すること。

提案手法

• サーバーサイドのコードを変更せずに、Web アプリケーションと統合可能なクライアント側暗号化レイヤーの設計。
• ユーザーのデバイスで暗号化および復号化をブラウザベースの JavaScript が処理することで、データが送信中および保存中も暗号化されたままになることを保証。
• すべての現代的なブラウザおよびプラットフォームとの互換性を確保するため、既存の Web スタンダードおよびプロトコルを活用。
• Web サイトに依存せずに、ユーザーが安全に暗号化鍵を共有できる鍵管理スキームの実装。
• 既存の Web サイトとの透明な統合を可能にする、プラグインまたは拡張機能アーキテクチャの採用。
• 実際の Web サイトへのデプロイおよび参加者を対象とした使いやすさテストを通じたシステムの検証。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 既存の Web サイトやブラウザを変更せずに、エンドツーエンドのユーザー間暗号化を実装できるか？
• RQ2 多様な Web アプリケーションにクライアント側暗号化を追加した場合のパフォーマンスオーバーヘッドはどの程度か？
• RQ3 非技術的ユーザーが実世界の環境でこのシステムをどれほど使いやすいと感じるか？
• RQ4 さまざまなアーキテクチャを持つ人気のある Web サイトに、どの程度スケーラブルに展開できるか？

主な発見

• MessageGuard は、上位 50 サイトの 47 サイトで即時動作し、広範な互換性を示した。
• システムは最小限のパフォーマンスオーバーヘッドを伴い、ページロード時間やユーザ操作に顕著な影響を及ぼさなかった。
• ユーザースタディーの参加者は MessageGuard を非常に使いやすいと評価しており、実世界での適用可能性が強いことが示された。
• データがユーザーのデバイスでのみ暗号化および復号化されることにより、Web サイトや中間者によるアクセスが不可能なエンドツーエンドのセキュリティが維持された。