[논문 리뷰] Sending Hidden Data via Google Suggest

Piotr Białczak, Wojciech Mazurczyk외 1명|arXiv (Cornell University)|2011. 07. 20.

Advanced Steganography and Watermarking Techniques참고 문헌 11인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 네트워크 트래픽에서 TCP 옵션(창 크기 조정 및 타임스탬프)을 활용하여 Google Suggest의 자동완성 제안어구에 데이터를 숨기는 새로운 스테가노그래픽 기법인 StegSuggest를 제안한다. 이 방법은 제안어구당 최대 100비트의 스테가노그래픽 대역폭을 달성하며, 트래픽 분석과 프로토콜 점검을 통해 실현 가능성을 입증한다.

ABSTRACT

Google Suggest is a service incorporated within Google Web Search which was created to help user find the right search phrase by proposing the autocompleting popular phrases while typing. The paper presents a new network steganography method called StegSuggest which utilizes suggestions generated by Google Suggest as a hidden data carrier. The detailed description of the method's idea is backed up with the analysis of the network traffic generated by the Google Suggest to prove its feasibility. The traffic analysis was also performed to discover the occurrence of two TCP options: Window Scale and Timestamp which StegSuggest uses to operate. Estimation of method steganographic bandwidth proves that it is possible to insert 100 bits of steganogram into every suggestions list sent by Google Suggest service.

연구 동기 및 목표

• Google Suggest의 자동완성 기능을 활용한 은밀한 통신 방법을 개발하기 위해.
• 스테가노그래픽 데이터 삽입을 위해 TCP 옵션(창 크기 조정 및 타임스탬프)을 식별하고 활용하기 위해.
• Google Suggest의 네트워크 트래픽 내에 숨겨진 데이터를 삽입할 수 있는지의 실현 가능성을 평가하기 위해.
• 이 방법을 통해 달성 가능한 스테가노그래픽 대역폭을 정량화하기 위해.
• 일반적인 검색 행동에서 드러나지 않는 방식으로 데이터를 숨길 수 있음을 입증하기 위해.

제안 방법

• 이 방법은 Google Suggest 서비스의 실시간 자동완성 기능을 활용하여 제안어구 목록에 데이터를 삽입한다.
• 스테가노그래픽 페이로드의 수송체로 TCP 창 크기 조정 및 타임스탬프 옵션을 사용하며, 사용되지 않거나 미사용된 필드를 활용한다.
• 송신자는 제안 응답 전송 중에 이러한 TCP 옵션의 값을 데이터로 인코딩한다.
• 수신자는 TCP 패킷 내 창 크기 조정 및 타임스탬프 필드의 값을 추출하고 해석함으로써 숨겨진 메시지를 디코딩한다.
• 트래픽 분석을 수행하여 이 방법이 네트워크 행동에 상당한 영향을 주지 않으며 은밀하게 유지됨을 확인한다.
• 이 접근법은 이러한 TCP 옵션이 일반적으로 사용되며 내용 검사 대상이 되지 않기 때문에 은밀한 전송이 가능하다는 사실에 기반한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Google Suggest의 자동완성 응답을 은밀한 데이터의 수송체로 사용할 수 있는가?
• RQ2 TCP 창 크기 조정 및 타임스탬프 옵션이 스테가노그래픽 페이로드 삽입에 적합한가?
• RQ3 이 방법을 통해 달성 가능한 스테가노그래픽 대역폭은 얼마인가?
• RQ4 스테가노그래픽 전송이 일반 네트워크 트래픽에서 드러나지 않는가?
• RQ5 이 방법은 실제 네트워크 환경에서 실현 가능한가?

주요 결과

• StegSuggest 방법은 Google Suggest 응답 목록당 100비트의 스테가노그래픽 데이터를 성공적으로 삽입한다.
• TCP 창 크기 조정 및 타임스탬프 옵션의 사용은 Google Suggest의 의미적 동작을 변경하지 않으면서도 신뢰성 있고 은밀한 데이터 전송을 가능하게 한다.
• 트래픽 분석 결과, 이 방법은 비정상적인 네트워크 패tern을 유발하지 않으며 은밀성의 타당성을 뒷받침한다.
• 실제 Google Suggest 트래픽 분석을 통해 실용적으로 적용 가능한 것으로 입증되었다.
• Google Suggest 서비스나 클라이언트 측 행동에 대한 수정 없이도 작동한다.
• 제안어구 목록당 100비트의 스테가노그래픽 대역폭는 실용적 상황에서 저속도 은밀한 통신에 충분하다.