Contributions to Privacy and Anonymity on the Internet: Domain Name System and Second-Generation Onion Routing

Resum

Tots els dies la nostra activitat a Internet deixa rastres de nosaltres mateixos i de la nostra forma de vida a través de l'emmagatzemament d'una gran quantitat d'informació personal, esdevenint en el que anomenem la nostra identitat digital. Avui en dia, el seguiment de les activitats dels usuaris correlacionat amb tals identitats digitals s'ha convertit en un dels principals interessos de no només companyies privades, sinó també de governs. La natura d'aquest interessos obeeix a diferents motivacions: comercials, polítiques, vigilància o censura entre d'altres. A més a més, el creixement exponencial de les dades disponibles i les capacitats de processar-les ha conduït a una situació encara pitjor. En resposta a aquestes circumstàncies, la demanda de tecnologies que preserven la privacitat i l'anonimat s'ha incrementat per part dels usuaris preocupats. En aquesta línia, en el mar de dades que anomenem Internet, alguns dels protocols subjacents que suporten el seu funcionament estan en detriment de la preservació de les propietats de privacitat esmentades. El sistema de noms de domini (DNS) és in clar exemple, especialment si considerem que gairebé totes les activitats a Internet comencen per una petició DNS. De fet, quan el sistema DNS va ésser dissenyat als principis dels vuitanta no es va pretendre garantir la privacitat de les peticions realitzades per persones. En aquest sentit, el seu disseny subjacent està esdevenint insuficient per fer front als canvis i innovacions de la Internet d'avui. Per contra, durant els últims anys, la xarxa Tor s'ha convertit en una de les xarxes superposades més populars per a l'anonimització de tràfic TCP. Tor és un sistema d'anonimat de baixa latència que es pot instal·lar com una aplicació d'usuari final en una àmplia gamma de sistemes operatius, el que permet redirigir el tràfic a través d'una sèrie de túnels d'anonimització virtuals. D'aquesta manera, els usuaris poden utilitzar els serveis de xarxa a través d'Internet sense comprometre la seva privacitat. A més, s'empra com a eina extremadament eficaç per eludir la censura, el que possibilita als seus usuaris connectar-se a recursos bloquejats. Aquesta tesi doctoral se centra precisament en contribuir en aquests dos temes abans esmentats -el protocol DNS i la xarxa Tor- a través de l'estudi dels problemes de privacitat i anonimat, i reforçant les solucions actuals. De forma més precisa, els nostres esforços de recerca se centren en (1) L'abús del protocol DNS realitzat per part de botnets i com podem detectar tals fins maliciosos, (2) La manca de privacitat del protocol DNS i com podem millorar-la, i (3) De quina manera podem incrementar el rendiment de la xarxa Tor mentre que la seguretat es preserva.

Data del Ajut	7 d’abr. 2017
Idioma original	Anglès
Supervisor	Joan Borrell Viader (Tutor/a) & Joaquim Garcia Alfaro (Director/a)