[论文解读] The Future of Ad Blocking: An Analytical Framework and New Techniques

Grant Storey, Dillon Reisman+2 more|arXiv (Cornell University)|May 24, 2017

Advanced Malware Detection Techniques参考文献 21被引用 22

一句话总结

本文提出了一种新颖的分析框架，将广告拦截视为安全问题，引入了基于视觉显著性的感知广告拦截技术，利用轻量级计算机视觉检测广告，而非依赖代码混淆。同时，本文还提出了受根kit启发的隐蔽技术，以规避反广告拦截脚本的检测，证明用户即使在发布者反制措施日益增强的情况下，仍能维持有效的广告拦截，从而挑战了广告拦截军备竞赛不可避免且持续升级的假设。

ABSTRACT

We present a systematic study of ad blocking - and the associated "arms race" - as a security problem. We model ad blocking as a state space with four states and six state transitions, which correspond to techniques that can be deployed by either publishers or ad blockers. We argue that this is a complete model of the system. We propose several new ad blocking techniques, including ones that borrow ideas from rootkits to prevent detection by anti-ad blocking scripts. Another technique uses the insight that ads must be recognizable by humans to comply with laws and industry self-regulation. We have built prototype implementations of three of these techniques, successfully blocking ads and evading detection. We systematically evaluate our proposed techniques, along with existing ones, in terms of security, practicality, and legality. We characterize the order of growth of the development effort required to create/maintain ad blockers as a function of the growth of the web. Based on our state-space model, our new techniques, and this systematization, we offer insights into the likely "end game" of the arms race. We challenge the widespread assumption that the arms race will escalate indefinitely, and instead identify a combination of evolving technical and legal factors that will determine the outcome.

研究动机与目标

• 将广告拦截重新定义为类似于恶意软件检测的安全问题，从而可应用已有的安全技术。
• 挑战当前普遍认为广告拦截军备竞赛将无限升级的假设。
• 开发对混淆和反广告拦截脚本检测更具韧性的新型广告拦截技术。
• 系统化评估广告拦截器，涵盖安全性、实用性、合法性及开发工作量。
• 分析在美国法律下新广告拦截技术相关的法律风险，包括《数字千年版权法》（DMCA）、《计算机欺诈与滥用法》（CFAA）及版权法。

提出的方法

• 将广告拦截生态系统建模为一个四状态系统，用户和发布者各有两个成功状态，识别出六种关键转换，代表对抗性行为。
• 提出基于视觉显著性的感知广告拦截技术，利用计算机视觉分析视觉显著性，摆脱对标记或脚本混淆的依赖。
• 设计一种受根kit启发的隐蔽技术，隐藏广告拦截器功能，使其不被检查广告拦截器存在的反广告拦截脚本发现。
• 开发主动广告拦截技术，检测并禁用反广告拦截JavaScript代码，实现从被动防御到主动进攻的转变。
• 构建广告拦截器评估的系统化方法，量化开发工作量随网络规模增长的相对关系。
• 在美国法律框架下对所提技术进行法律分析，包括DMCA、CFAA、版权法及合同法，评估法律责任风险。

实验结果

研究问题

• RQ1 广告拦截能否被建模为具有完整且可分析状态空间的安全问题？
• RQ2 基于视觉显著性的感知广告拦截技术是否能有效绕过发布者使用的混淆技术？
• RQ3 受根kit启发的隐蔽技术是否能成功规避反广告拦截脚本的检测？
• RQ4 随着网络规模扩大，维护广告拦截器所需开发工作量的增长阶数为何？
• RQ5 在何种法律条件下，新广告拦截技术可被实施而不会产生重大法律责任？

主要发现

• 作者证明广告拦截军备竞赛可被分解为三个可管理的子军备竞赛，挑战了其不可避免升级的观念。
• 感知广告拦截技术通过检测视觉显著性成功拦截广告，规避混淆技术，已在Chrome Web Store部署，覆盖约30,000名用户。
• 隐蔽技术通过模仿系统级行为，有效隐藏广告拦截器的存在，类似根kit行为。
• 主动广告拦截可检测并禁用反广告拦截脚本，代表一种主动防御策略。
• 当使用感知与隐蔽技术时，广告拦截器的开发工作量随网络规模增长呈次线性增长，显著降低长期维护负担。
• 法律分析表明，所提技术在DMCA、CFAA或版权法下引发法律责任的可能性较低，尤其在避免复制受版权保护内容或规避有效技术保护措施的情况下。