[發明專利]一種利用數據增強提高匿名網絡網頁指紋監控能力的方法

有效

• 申請號: 202110924601.1
• 申請日: 2021-08-12
• 公開（公告）號: CN113641935B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 謝怡;張亦希;孫學良;覃翔;曲延云;李超然;王思偉
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G06F16/958
• 分類號: G06F16/958;G06N20/00
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;李艾華

本發明公開了一種利用數據增強提高匿名網絡網頁指紋監控能力的方法，包括：收集預設數量的網絡流量；對每一條收集到的網絡流量應用預設次三種數據包增強操作，以將每一條網絡流量生成多條不同的網絡流量；所述三種數據包增強操作包括插入操作(Injecting)、移除操作(Removing)和丟失操作(Losing)；使用增強后的網絡流量數據集對分類器進行訓練；監控者監聽并捕獲用戶的網絡流量，并利用訓練好的分類器實現網頁指紋識別。本發明通過三個增強操作模擬了真實互聯網環境下可能出現的網絡異常情況，具有現實意義；限制收集的網絡流量在一定程度上解決了網頁指紋識別中出現的可復制性困難和引導時間過長的問題。

技術領域

本發明涉及匿名瀏覽網頁監控的技術領域，具體涉及一種利用數據增強提高匿名網絡網頁指紋監控能力的方法。

背景技術

互聯網技術的發展為人們的生活提供了極大的便利，但信息激增使得數據管理事故頻發，不法分子還惡意傳播大量違法信息。為了掩蓋網絡犯罪行為，不法分子常常利用Tor等匿名網絡隱秘地瀏覽和傳播非法信息。匿名網絡原為一種隱私保護技術，但它的濫用給網絡監控帶來極大困難，監管人員無法判斷用戶是否瀏覽了受監視的惡意或違法網頁。目前，針對匿名通信系統的識別分析方法的發展十分迅速，包括有流量關聯分析技術(NasrM,Bahramali A,Houmansadr A.Deepcorr:Strong flow correlation attacks on Torusing deep learning,Proceedings of ACM SIGSAC Conference on Computer andCommunications Security.2018:1962-1976.)、流水印技術(Ran W,Xu G,Liu B,etal.Flow Watermarking for antinoise and multistream tracing in anonymousnetworks.IEEE Multimedia,2017,24(4):38-47.)等等，但其都存在著難以部署，成本較高的特點。現有適用于監控匿名網絡通信的技術中，網頁指紋識別(WebsiteFingerprinting,WF)是最有效的方法。

網頁指紋識別技術通過統計和分析用戶產生的網頁瀏覽流量來識別被訪問的網頁，即便使用了Tor等匿名網絡，網頁指紋識別方法仍然有效，無需任何解密操作就能準確地識別用戶所瀏覽的受監視網頁。監控者首先通過訪問網頁來收集每個受監視網頁的瀏覽流量樣本，分析提取各樣本的相關特征，并用來訓練能識別這些受監視網頁的分類器。其中，每個受監視網頁被視為一個類別，其特有的流量特征即是“網頁指紋”。然后監控者監聽目標用戶的網絡流量，從中提取相關流量特征并使用訓練好的分類器識別網頁，進而判斷該用戶是否瀏覽了某個受監視網頁。必須指出的是，匿名網絡常采取填充垃圾包和延遲數據包的防御措施模糊網頁瀏覽流量特征，這會干擾網頁指紋識別。例如WTFPAD(Juarez M,Imani M,Perry M,et al.Toward an efficient website fingerprinting defense,Proceedings of European Symposium on Research in Computer Security.2016:27-46.)檢測連續突發的延遲并通過添加虛擬數據包來掩蓋時間間隙，干擾網頁監控者并降低網頁識別的準確性。因此，針對Tor的網頁指紋識別方法不但要善于提取“網頁指紋”，而且要能抵御匿名網絡及各類防御方法的干擾。現有方法主要分為兩類。