Secure and Privacy-Enhancing Decentralized Location-based Services: An over-the-Internet P2P connectivity location-based service, leveraging pseudonyms for privacy enhancement.
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Säkra och integritetsförbättrande decentraliserade platsbaserade tjänster : En över internet P2P-anslutning LBS, som använder pseudonymer för att förbättra integriteten (Swedish)
Abstract [en]
Location-based services have seen a growth in popularity in recent decades, which was facilitated by the advancements in mobile computing and innovations that allowed for devices to be locationaware. Therefore, multiple applications that integrate location information have been developed and made their way into the daily lives of the average mobile device user. To highlight this last point here are some examples of such applications; maps and navigation, social-media post geotagging, food delivery, ridesharing, and location-based gaming. Due to the popularity of location-based services, their providers are handling massive amounts of data daily from a great number of users. Recent studies have shown these service providers to be honest-but-curious; they provide legit information but collect user data which can be used to infer sensitive information. The same narrative applies with other types of service providers as well, but in our specific case, there is one other important piece of sensitive information shared which is location; past, current, or future. Subsequently, many successful privacy-enhancing schemes have been introduced which utilize peerto-peer communication on local ad-hoc wireless networks and attempt to obfuscate the correlation between user identity and user location by routing requests amongst users before reaching the provider, replacing exact location with fake location, use pseudonyms and information caching to reduce interaction with the provider. Such schemes though require a substantial number of users before becoming realizable; if users have no peers near them, they cannot join a peer network and thus have to communicate with the provider directly. In this thesis, a scheme was designed to act as a fallback and predecessor of such wireless peer connectivity solutions by utilizing over-the-Internet peer connectivity and leveraging pseudonyms to achieve user privacy-enhancement. To test the functionality and fitness of the scheme both a mobile application and the orchestration entities were developed. Subsequently, experiments were conducted that show that solely by sharing a small number of peers with a user the peer-hit-ratio metric reaches a quite satisfactory value. The scheme uses mainstream cryptographic standards to allow for feature compatibility in future development. In addition, the system was developed to allow for many of its parameters to be adjustable in real-time, therefore allowing for future controller software to be integrated with it.
Abstract [sv]
Platsbaserade tjänster har sett en tillväxt i popularitet under de senaste decennierna, vilket underlättades av framsteg inom mobilberäkning och innovationer som möjliggjorde att enheter blev platsmedvetna. Därför har flera applikationer som integrerar platsinformation utvecklats och tagit sig in i vardagen för den genomsnittliga användaren av mobila enheter. För att belysa denna sista punkt nämns här några sådana applikationer; kartor och navigering, geotaggning av sociala medieinlägg, matleverans, samåkning och platsbaserad spelning. På grund av populariteten av platsbaserade tjänster hanterar deras leverantörer massiva mängder data dagligen från ett stort antal användare. Nyligen har studier visat att dessa tjänsteleverantörer är ärliga men nyfikna; de tillhandahåller legitim information men samlar in användardata som kan användas för att dra slutsatser om känslig information. Samma berättelse gäller även för andra typer av tjänsteleverantörer, men i vårt specifika fall är en annan viktig bit av känslig information plats; tidigare, nuvarande eller framtida. Följaktligen har många framgångsrika integritetsförstärkande system introducerats som använder peer-to-peer-kommunikation på lokala ad-hoc trådlösa nätverk och försöker förvränga korrelationen mellan användaridentitet och användarplats genom att dirigera förfrågningar mellan användare innan de når leverantören, ersätta exakt plats med falsk plats, använda pseudonymer och information i cacheminnet för att minska interaktionen med leverantören. Sådana system kräver dock ett betydande antal användare innan de blir genomförbara; om användare inte har några kamrater nära dem kan de inte ansluta sig till ett kamratnätverk och måste därför kommunicera direkt med leverantören. I den här avhandlingen utformades ett system för att fungera som en säkerhetsåtgärd och föregångare till sådana trådlösa peer-anslutningslösningar genom att använda peer-anslutning över internet och dra nytta av pseudonymer för att uppnå förbättring av användarens integritet. För att testa funktionen och lämpligheten för systemet utvecklades både en mobilapplikation och orkestrationsenheter. Därefter utfördes experiment som visar att med delning av ett litet antal kamrater med en användare når metriken för kamrat-träff-ratio ett tillfredsställande värde. Systemet använder mainstream-krypteringsstandarder för att möjliggöra kompatibilitet med funktioner i framtida utveckling. Dessutom utvecklades systemet för att möjliggöra att många av dess parametrar justeras i realtid, vilket möjliggör integration med framtida kontrollprogramvara.
Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 80
Series
TRITA-EECS-EX ; 2024:100
Keywords [en]
Privacy-Enhancing Technologies, Peer-to-Peer Networks, Location-Based Services, Location Privacy Protection Mechanisms, De-centralization
Keywords [sv]
Integritetsförstärkande Teknologier, Peer-to-Peer-Nätverk, Platsbaserade Tjänster, Mekanismer för Skydd av Platsintegritet, Decentralisering
National Category
Communication Systems
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-351660OAI: oai:DiVA.org:kth-351660DiVA, id: diva2:1888238
Subject / course
Communications Systems
Educational program
Master of Science -Communication Systems
Supervisors
Examiners
2024-08-132024-08-122024-08-13Bibliographically approved