Sammanfattning av denna webbsida: Befintliga anonymitetssystem offrar anonymitet för effektiv kommunikation eller vice versa. Onion-routing ger låg latens, hög bandbredd och skalbar anonym kommunikation, men är mottaglig för trafikanalysattacker. Designer baserade på DC-Nets, å andra sidan, skyddar användarna mot trafikanalys attacker, men offra bandbredd. Verifierbara blandnät upprätthåller stark anonymitet med låg bandbredd overhead, men lider av hög beräkning overhead istället. I den här artikeln presenterar vi Riffle, ett bandbredds- och beräkningseffektivt kommunikationssystem med stark anonymitet. Riffle består av en liten uppsättning anonymitetsservrar och ett stort antal användare, och garanterar anonymitet bland alla ärliga kunder så länge det finns minst en ärlig server. Riffle använder en ny hybrid kontrollerbar shuffle-teknik och privat informationssökning för bandbredds- och beräkningseffektiv anonym kommunikation. Vår utvärdering av Riffle i fildelnings- och mikrobloggningsprogram visar att Riffle kan uppnå en bandbredd på över 100KB/s per användare i en anonymitetsuppsättning på 200 användare vid fildelning, och hantera över 100 000 användare med mindre än 10 sekunders latens vid mikrobloggning. Nyckelord: anonym kommunikation; kontrollerbar shuffle; privat informationssökning DOI 10.1515/popets-2016-0008 Mottagen 2015 reviderad 2015-12-02; accepterad 2015-12-02. Rätten att förbli anonym är en grundläggande rättighet i ett demokratiskt samhälle och är avgörande för yttrandefriheten [49]. Anonymisera nätverk baserade på reläer som Tor [26] Det finns två stora arbetsgrenar som erbjuder trafikanalys motstånd även i närvaro av en mäktig motståndare. Den första är Dining-Cryptographer Networks (DC-Nets) [16], som erbjuder information teoretiskt säker anonym kommunikation för användare så länge en annan deltagare är ärlig. Dissent [53] förbättrades på DC-Nets genom att flytta till anytrust-modellen, där nätverket är organiserat som servrar och klienter, och garanterar anonymitet så länge det finns en ärlig server. Den andra är kontrollerbara blandnät, baserade på mixnät [18]. I denna design använder mixarna en kontrollerbar shuffle [7, 13, 28, 37] för att permutera chiffertexterna, och producera en tredje part kontrollerbar bevis på riktigheten av shuffle utan att avslöja den faktiska permutation. Liknar DC-Net-baserade system, kontrollerbara mixnets garanterar anonymitet så länge en blandning i nätverket är ärlig. Båda modellerna har emellertid allvarliga nackdelar. DC-Nets och DC-Net-baserade system, genom design, implementera en sändningskanal. Det vill säga, de var främst utformade för fallet där en klient meddelanden alla i nätverket. Således, när flera användare vill kommunicera samtidigt, varje användare måste överföra ett meddelande av storlek proportionerlig till antalet kunder som vill kommunicera. Som ett resultat, DC-Net-baserade konstruktioner lider av en stor bandbredd overhead, och endast skala till några tusen kunder [23, 53]. Verifierbara mixnets, å andra sidan, tillåter kunderna att skicka meddelanden av storlek proportionerlig endast till sina egna meddelanden, och därmed kan bandbredd effektiv. Den höga beräknings omkostnaderna för kontrollerbara shuffles har dock förhindrat kontrollerbara mixnets från att stödja hög bandbredd kommunikation. I den här artikeln presenterar vi Riffle, ett system för bandbredds- och beräkningseffektiv anonym kommunikation. Riffle tar itu med problemen med DC-Nets och kontrollerbara mixnets, samtidigt som den erbjuder samma nivå av anonymitet. På en hög nivå, Riffle är organiserad som servrar och kunder, liknande tidigare verk [21, 23, 53]. RifUnauthenticated Download Date 4/9/19 4:58 AM Riffle 116 fle fokuserar på att minimera bandbredden förbrukningen av kunderna, som kan ansluta från bandbreddsbundna miljöer såsom sina mobiltelefoner, och minska beräkningen overhead på servrarna så att de kan stödja fler kunder. Specifikt förbrukar kunderna i Riffle uppströms bandbredd proportionerlig endast till storleken på sina meddelanden snarare än antalet kunder, och serverberäkningen innebär bara snabb symmetrisk nyckel kryptografi i det vanliga fallet. Detta gör det möjligt för användarna att utbyta meddelanden effektivt, vilket gör det lämpligt för program som fildelning som inget befintligt starkt anonymitetssystem kan stödja väl. Dessutom ger Riffle stark anonymitet för alla kunder så länge en av servrarna är ärlig. Riffle uppnår bandbredd och beräkningseffektivitet genom att använda två privacy primitiva: en ny hybrid kontrollerbar shuffle för uppströmskommunikation, och privat informationshämtning (PIR) [20] för nedströmskommunikation. Vår nya hybrid verifierbara shuffle system undviker att använda en dyr kontrollerbar shuffle i den kritiska vägen, och använder autentiserad kryptering för att förbättra både bandbredd och beräkning overhead av shuffle utan att förlora verifiability. Vi föreslår också en ny tillämpning av privat informationssökning i alla truster. Tidigare starka anonymitetssystem gjorde en avvägning mellan beräkning och bandbredd genom att antingen sända alla meddelanden till alla användare (låg beräkning, hög bandbredd) [21, 23, 53], eller med beräkning dyrt PIR (hög beräkning, låg bandbredd) [47]. I anytrust modellen visar vi att PIR kan minimera nedladdning bandbredd med minimal beräkning overhead. Vi utvecklar även en Riffle-prototyp och två applikationer. Den första är en anonym fildelningsapplikation, där varje meddelande är stort och potentiellt av intresse för endast ett litet antal användare. Att dela stora filer är ett scenario som inte har övervägts noggrant av tidigare starka anonymitetssystem [7, 21, 53]; vi föreslår ett nytt fildelningsprotokoll som utnyttjar och illustrerar Riffles bandbreddseffektivitet. Den andra ansökan gäller anonym mikrobloggning, liknande ansökningar som studerats i tidigare arbeten [21, 53]. I denna inställning, varje användare lägger små meddelanden till servern, och varje meddelande är av intresse för många användare. Vår prototyp visar på effektivitet för båda applikationerna. I fildelning uppnår prototypen hög bandbredd (över 100KB/s) för mer än 200 klienter. Vid mikrobloggning kan prototypen stödja mer än 10 000 kunder med latens mindre än en sekund, eller hantera mer än 100.000 kunder med latens på mindre än 10 sekunder. Vi visar att våra resultat är storleksordningar bättre i fråga om både skalbarhet och bandbredd jämfört med tidigare system som erbjuder trafikanalysmotstånd [7, 48, 53] i jämförbara scenarier. I detta dokument ges följande bidrag: 1. En hybrid kontrollerbar shuffle som använder symmetrisk kryptering, och undviker dyra offentliga nyckel kontrollerbar shuffling [7, 13, 28, 37]
Riffle REF introducerar en ny kontrollerbar shuffle teknik för att uppnå avsändare anonymitet.
Riffle : an efficient communication system with strong anonymity
{'venue': 'PoPETs', 'journal': 'PoPETs', 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}