[논문 리뷰] To Extend or not to Extend: on the Uniqueness of Browser Extensions and Web Logins

Gábor György Gulyas, Dolière Francis Somé외 2명|arXiv (Cornell University)|2018. 08. 22.

Web Data Mining and Analysis참고 문헌 23인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 브라우저 확장 프로그램과 웹 로그인 기반의 지문화에 대해 대규모 연구를 수행하며, 최소한 하나의 탐지 가능한 확장 프로그램과 하나의 로그인을 가진 사용자의 89.23%가 고유하게 식별 가능하다는 것을 입증한다. 경량 탐지 메커니즘을 통해 저자들은 확장 프로그램과 로그인의 매우 고유한 조합을 선택함으로써 625ms 이내에 지문화를 수행할 수 있음을 보여주며, 이는 개인정보 보호 확장 프로그램이 오히려 사용자 고유성을 높일 수 있다는 역설적인 개인정보 위험을 드러낸다.

ABSTRACT

Recent works showed that websites can detect browser extensions that users install and websites they are logged into. This poses significant privacy risks, since extensions and Web logins that reflect user's behavior, can be used to uniquely identify users on the Web. This paper reports on the first large-scale behavioral uniqueness study based on 16,393 users who visited our website. We test and detect the presence of 16,743 Chrome extensions, covering 28% of all free Chrome extensions. We also detect whether the user is connected to 60 different websites. We analyze how unique users are based on their behavior, and find out that 54.86% of users that have installed at least one detectable extension are unique; 19.53% of users are unique among those who have logged into one or more detectable websites; and 89.23% are unique among users with at least one extension and one login. We use an advanced fingerprinting algorithm and show that it is possible to identify a user in less than 625 milliseconds by selecting the most unique combinations of extensions. Because privacy extensions contribute to the uniqueness of users, we study the trade-off between the amount of trackers blocked by such extensions and how unique the users of these extensions are. We have found that privacy extensions should be considered more useful than harmful. The paper concludes with possible countermeasures.

연구 동기 및 목표

• 브라우저 확장 프로그램과 웹 로그인 기능이 웹 상에서 사용자 고유성에 얼마나 기여하는지 평가하기.
• 트래커 차단 기능에 중점을 둔 브라우저 확장 프로그램을 설치할 경우 발생하는 개인정보 위험의 상충 관계 평가하기 — 이는 트래커를 차단할 수 있지만 사용자 고유성을 증가시킬 수 있음.
• 소수의 확장 프로그램과 로그인만을 사용하여 지문화가 얼마나 가능하고 효율적인지 측정하기.
• 확장 프로그램과 로그인 기반 지문화의 안정성과 장기적인 신뢰성 평가하기.
• 개인정보 보호 설계를 위한 제안으로, 기본 설정에서 개인정보 보호를 우선시하는 브라우저 구성 방식을 권장하기.

제안 방법

• 연구는 웹 액세스블 리소스(WAS)를 통해 Chrome 확장 프로그램을 탐지하고, URL 리디렉션과 CSP 위반 보고를 통해 웹사이트 로그인을 탐지하기 위해 자체 제작 웹사이트를 사용한다.
• 유저 식별을 효율적으로 수행하기 위해 가장 고유한 확장 프로그램과 로그인 조합을 식별하는 지문화 알고리즘(Guly-Acs-Cast-16-PETS)을 활용한다.
• 탐지 파이프라인은 9개월 동안 16,393명의 사용자로부터 데이터를 처리하며, 평균적으로 매달 13,000~14,000개의 확장 프로그램과 60개의 웹사이트를 탐지한다.
• 익명 집합 크기를 계산하여 고유성을 평가하고, 높은 고유성을 달성하는 데 필요한 최소한의 기능 조합을 식별한다.
• 저자들은 Ghostery와 Privacy Badger와 같은 개인정보 보호 확장 프로그램을 비교함으로써 트래커 차단 기능과 고유성 증가 사이의 상충 관계를 분석한다.
• 반복 사용자 데이터가 부족하여 안정성 분석은 제한되어 있으나, 저자들은 이를 향후 연구의 핵심 방향으로 지목한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 대규모 실생활 환경에서 브라우저 확장 프로그램이 사용자 고유성에 얼마나 기여하는가?
• RQ2 JavaScript가 비활성화된 상태에서 웹 로그인 행동에 기반한 사용자는 얼마나 고유한가?
• RQ3 소수의 확장 프로그램과 로그인만을 사용하여 효율적인 지문화가 가능한가?
• RQ4 트래커 차단 확장 프로그램을 사용할 경우, 사용자 고유성이 증가할 수 있다는 점을 감안할 때 개인정보 위험의 상충 관계는 어떠한가?
• RQ5 시간이 지남에 따라 브라우저 확장 프로그램과 웹 로그인이 지문화 기능으로서 얼마나 안정적인가?

주요 결과

• 최소한 하나의 탐지 가능한 Chrome 확장 프로그램을 설치한 사용자 중 54.86%는 확장 프로그램 조합에 의해 고유하게 식별 가능하다.
• 최소한 하나의 탐지 가능한 웹사이트에 로그인한 사용자 중 19.53%는 로그인 행동에 의해 고유하게 식별 가능하다.
• 최소한 하나의 탐지 가능한 확장 프로그램과 하나의 탐지 가능한 로그인을 가진 사용자 중 89.23%는 고유하게 식별 가능하며, 이는 두 신호 간의 강력한 상호보완적 작용을 시사한다.
• JavaScript가 비활성화된 상태에서조차도 22.98%의 사용자는 오직 웹 로그인만으로도 고유하게 식별 가능하여 심각한 개인정보 유출 위험을 드러낸다.
• 가장 고유한 확장 프로그램과 로그인 조합만을 선택함으로써 지문화가 625ms 이내에 수행될 수 있어 높은 효율성을 입증한다.
• Ghostery와 Privacy Badger와 같은 개인정보 보호 확장 프로그램은 트래커 차단 기능에서 상당한 이점을 제공하며, 고유성 증가 가능성을 감안하더라도 오히려 유용한 도구로 간주되어야 한다.