Segmentación aleatoria: nueva obfuscación de tráfico contra ataques de canal lateral basados en el tamaño de paquete
Autores: Alyami, Mnassar; Alghamdi, Abdulmajeed; Alkhowaiter, Mohammed A.; Zou, Cliff; Solihin, Yan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Segmentación aleatoria: nueva obfuscación de tráfico contra ataques de canal lateral basados en el tamaño de paquete
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Cifrado
Tamaño del paquete
Entorno de IoT
Relleno de paquete
Segmentos TCP
Longitud del paquete
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
A pesar del cifrado, el tamaño del paquete sigue siendo visible, lo que permite a los observadores inferir información privada en el entorno de Internet de las cosas (IoT) (por ejemplo, la identificación de dispositivos IoT). El relleno de paquetes oscurece las características de la longitud del paquete con una sobrecarga de datos alta porque se basa en añadir ruido a los datos. Este documento propone un enfoque más eficiente en datos que aleatoriza los tamaños de los paquetes sin añadir ruido. Conseguimos esto dividiendo los segmentos TCP grandes en trozos de tamaño aleatorio; por lo tanto, la distribución de la longitud del paquete se oscurece sin añadir datos de ruido. Nuestra implementación cliente-servidor utilizando sockets TCP demuestra la viabilidad de nuestro enfoque a nivel de aplicación. Realizamos nuestro control del tamaño del paquete ajustando dos parámetros locales de programación de sockets. Primero, habilitamos la opción TCP_NODELAY para enviar cada paquete con nuestra longitud especificada. Segundo, reducimos el tamaño del búfer de envío para evitar que el remitente empuje más datos de los que se pueden recibir, lo que podría deshabilitar nuestro control de los tamaños de los paquetes. Simulamos nuestra defensa en un rastro de red de cuatro dispositivos IoT y mostramos una reducción en la precisión de la clasificación de dispositivos del 98% al 63%, cerca de una suposición aleatoria. Mientras tanto, los experimentos de transmisión de datos del mundo real muestran que la latencia añadida es razonable, menos del 21%, mientras que la sobrecarga de la cabecera del paquete añadida es solo aproximadamente del 5%.
Descripción
A pesar del cifrado, el tamaño del paquete sigue siendo visible, lo que permite a los observadores inferir información privada en el entorno de Internet de las cosas (IoT) (por ejemplo, la identificación de dispositivos IoT). El relleno de paquetes oscurece las características de la longitud del paquete con una sobrecarga de datos alta porque se basa en añadir ruido a los datos. Este documento propone un enfoque más eficiente en datos que aleatoriza los tamaños de los paquetes sin añadir ruido. Conseguimos esto dividiendo los segmentos TCP grandes en trozos de tamaño aleatorio; por lo tanto, la distribución de la longitud del paquete se oscurece sin añadir datos de ruido. Nuestra implementación cliente-servidor utilizando sockets TCP demuestra la viabilidad de nuestro enfoque a nivel de aplicación. Realizamos nuestro control del tamaño del paquete ajustando dos parámetros locales de programación de sockets. Primero, habilitamos la opción TCP_NODELAY para enviar cada paquete con nuestra longitud especificada. Segundo, reducimos el tamaño del búfer de envío para evitar que el remitente empuje más datos de los que se pueden recibir, lo que podría deshabilitar nuestro control de los tamaños de los paquetes. Simulamos nuestra defensa en un rastro de red de cuatro dispositivos IoT y mostramos una reducción en la precisión de la clasificación de dispositivos del 98% al 63%, cerca de una suposición aleatoria. Mientras tanto, los experimentos de transmisión de datos del mundo real muestran que la latencia añadida es razonable, menos del 21%, mientras que la sobrecarga de la cabecera del paquete añadida es solo aproximadamente del 5%.