Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
User Search with Knowledge Thresholds in Decentralized Online Social Networks
KTH, School of Computer Science and Communication (CSC), Theoretical Computer Science, TCS.ORCID iD: 0000-0002-7102-8153
KTH, School of Computer Science and Communication (CSC), Theoretical Computer Science, TCS.
KTH, School of Computer Science and Communication (CSC), Theoretical Computer Science, TCS.ORCID iD: 0000-0001-5742-5462
2014 (English)In: PRIVACY AND IDENTITY MANAGEMENT FOR EMERGING SERVICES AND TECHNOLOGIES, 2014, 188-202 p.Conference paper, Published paper (Refereed)
Abstract [en]

User search is one fundamental functionality of an Online Social Network (OSN). When building privacy-preserving Decentralized Online Social Networks (DOSNs), the challenge of protecting user data and making users findable at the same time has to be met. We propose a user-defined knowledge threshold ("find me if you know enough about me") to balance the two requirements. We present and discuss protocols for this purpose that do not make use of any centralized component. An evaluation using real world data suggests that there is a promising compromise with good user performance and high adversary costs.

Place, publisher, year, edition, pages
2014. 188-202 p.
Series
IFIP Advances in Information and Communication Technology, ISSN 1868-4238 ; 421
Keyword [en]
Decentralized Online Social Networks, Privacy, User Search
National Category
Telecommunications
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-155157ISI: 000342688200015ISBN: 978-3-642-55137-6; 978-3-642-55136-9 (print)OAI: oai:DiVA.org:kth-155157DiVA: diva2:760205
Conference
8th IFIP WG 9.2, 9.5, 9.6/11.7, 11.4, 11.6 International Summer School, JUN 17-21, 2013, Nijmegen, NETHERLANDS
Note

QC 20141103

Available from: 2014-11-03 Created: 2014-10-31 Last updated: 2016-11-15Bibliographically approved
In thesis
1. Privacy Analysis and Protocols for Decentralized Online Social Networks
Open this publication in new window or tab >>Privacy Analysis and Protocols for Decentralized Online Social Networks
2015 (English)Licentiate thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

Decentralized Online Social Networks (DOSNs) are evolving as a promising approach to mitigate design-inherent privacy flaws of logically centralized services such as Facebook, Google+ or Twitter. Common approaches to implement a DOSN build upon a peer-to-peer (P2P) architecture in order to avoid the central aggregation of sensitive user data at one provider-controlled location.

While the absence of a single point of data aggregation strikes the most powerful attacker from the list of adversaries, the decentralization also removes some privacy protection afforded by the provider's intermediation of all communication in a centralized Online Social Network (OSN). As content storage, access right management, retrieval and other administrative tasks of the service become the obligation of the users, it is non-trivial to hide the metadata of objects and information flows, even when the content itself is encrypted. Such metadata is, deliberately or as a side effect, hidden by the provider in a centralized system.

Implementing the different features of a privacy-presvering DOSN does not only face these general challenges but must also cope with the absence of a trusted agent with full access to all data. For example user authentication should provide the same usabilty known from common centralized OSN services, such as ease of changing a password, revoking the access of a stolen device or resetting a forgotten password via e-mail or security questions. All this without relying on a trusted third party such as an identity provider. Another example is user search, where the challenge is to protect user data while making user findable at the same time. An implementation of such a feature in a DOSN has to work without assuming a trusted provider having access to all user profiles maintaining a global search index.

In this work we analyze the general privacy-problems in a DOSN, especially those arising from metadata. Furthermore, we suggest two privacy-preserving implementations of standard OSN features, i.e., user authentication via password-login and user search via a knowledge threshold. Both implementations do not rely on a trusted, central provider and are therefore applicable in a DOSN cenario but can be applied in other P2P or low-trust environments as well.

Abstract [sv]

I dagens populära sociala nätverkstjänster, såsom Facebook, Google+ och Twitter, finns en risk för integritetskränkningar. Risken är en oundviklig konsekvens av den logiskt centraliserade struktur som dessa tjänster bygger på.  Decentraliserade sociala nätverkstjänster (eng. Decentralized Online Social Networks, DOSNs) är en lovande utveckling för att minska risken och skydda användarnas personliga information från tjänsteleverantören och dem som leverantören samarbetar med. Ett vanligt sätt att implementera ett DOSN är genom en icke-hierarkisk nätverksarkitektur (eng. peer-to-peer network) för att undvika att känsliga personuppgifter ansamlas på ett ställe under tjäns televerantörens kontroll.  

Att inte längre ha en tjänsteleverantör som har tillgång till alla data tar bort den största risken för integritetskränkningar. Men genom att ersätta den centrala tjänsteleverantören med ett decentraliserat system tar vi även bort visst integritetsskydd. Integritetsskyddet var en konsekvens av att förmedlingen av all användarkommunikation skedde genom tjänsteleverantörens mellanservrar. När ansvaret för lagring av innehållet, hantering av behörigheterna, åtkomst och andra administrativa uppgifter övergår till användarna själva, då blir det en utmaning att skydda metadata för objekten och informationsflöden, även om innehållet är krypterat. I ett centraliserat system är dessa metadata faktiskt skyddade av tjänsteleverantören - avsiktligt eller som en sidoeffekt.  

För att implementera de olika funktioner som ska finnas i ett integritetsskyddande DOSN, är det nödvändigt att både lösa dessa generella utmaningar och att hantera frånvaron av ett betrodd tredjepart som har full tillgång till all data. Autentiseringen av användarna, till exempel, borde ha samma användbarhet som finns i centraliserade system. Det vill säga att det är lätt att ändra lösenordet, dra tillbaka rättigheterna för en stulen klientenhet, eller återställa ett glömt lösenord med hjälp av e-post eller säkerhetsfrågor - allt utan att förlita sig på en betrodd tredjepart. Ett annat exempel är funktionen att kunna söka efter andra användare. Utmaningen där är att skydda informationen om användarna samtidigt som det måste vara möjligt att hitta användare baserad på samma information. En implementation av denna funktion i ett DOSN måste klara sig utan en betrodd tjänsteleverantör som med tillgång till alla användares data kan upprätthålla ett globalt sökindex.

I den här avhandlingen analyserar vi de generella risker för integritetskränkningar i DOSN, särskilt de som orsakas av metadata. Dessutom föreslår vi två integritetskyddande implementationer av vanliga funktioner i en socialt nätverkstjänst: lösenordbaserad användarautentisering och en användarsökfunktionen med en kunskaptröskel. Båda implementationerna är lämpliga för DOSN-scenarier eftersom de klarar sig helt utan en betrodd, central tjänstleverantör, och kan därför också användas i andra sammanhang: såsom icke-hierarkiska nätverk eller andra system som måste klara sig utan en betrodd tredjepart.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2015. viii, 81 p.
Series
TRITA-CSC-A, ISSN 1653-5723 ; 2015:06
Keyword
privacy, online social networks, decentralization
National Category
Computer Science
Research subject
Computer Science
Identifiers
urn:nbn:se:kth:diva-165377 (URN)978-91-7595-546-9 (ISBN)
Presentation
2015-05-29, E2, Lindstedtsvägen 3 (03 tr), KTH, Stockholm, 14:00 (English)
Opponent
Supervisors
Funder
Swedish Foundation for Strategic Research , SSF FFL09-0086Swedish Research Council, VR 2009-3793
Note

QC 20150428

Available from: 2015-04-28 Created: 2015-04-27 Last updated: 2015-04-28Bibliographically approved
2. Privacy Issues in Decentralized Online Social Networks and other Decentralized Systems
Open this publication in new window or tab >>Privacy Issues in Decentralized Online Social Networks and other Decentralized Systems
2016 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

Popular Online Social Networks (OSNs), such as Facebook or Twitter, are logically centralized systems. The massive information aggregation of sensitive personal data at the central providers of these services is an inherent threat to the privacy of the users. Leakages of these data collections happen regularly – both intentionally, for example by selling of user data to third parties and unintentionally, for example when outsiders successfully attack a provider.

Motivated by this insight, the concept of Decentralized Online Social Networks (DOSNs) has emerged. In these proposed systems, no single, central provider keeps a data collection of all users. Instead, the data is spread out across multiple servers or is distributed completely among user devices that form a peer-to-peer (P2P) network. Encryption is used to enforce access rights of shared content and communication partners ideally connect directly to each other. DOSNs solve one of the biggest privacy concerns of centralized OSNs in a quite forthright way – by getting rid of the central provider. Furthermore, these decentralized systems can be designed to be more immune to censorship than centralized services. But when decentralizing OSNs, two main challenges have to be met: to provide user privacy under a significantly different threat model, and to implement equal usability and functionality without centralized components.

In this work we analyze the general privacy-problems in DOSNs, especially those arising from the more exposed metadata in these systems. Furthermore, we suggest three privacy-preserving implementations of standard OSN features, i.e. user authentication via password-login, user search via a knowledge threshold and an event invitation system with fine-grained privacy-settings. These implementations do not rely on a trusted, central provider and are therefore applicable in a DOSN scenario but can be applied in other P2P or low-trust environments as well. Finally, we analyze a concrete attack on a specific decentralized system, the Tor anonymization network, and suggest improvements for mitigating the identified threats.

Abstract [sv]

Populära sociala nätverkstjänster som Facebook och Instagram bygger på en logiskt centraliserad systemarkitektur. Tjänsteleverantörerna har därför tillgång till omfattande ansamlingar av känsliga personuppgifter,vilket innebär en oundviklig risk för integritetskränkningar. Med jämna mellanrum läcks dessa informationsansamlingar till tredje part – antingen när tjänsteleverantören själv säljer eller ger dem tillexterna aktörer, eller när obehöriga får åtkomst till tjänsteleverantörens datasystem.

Decentraliserade sociala nätverkstjänster (eng. Decentralized Online Social Networks, DOSNs) är en lovande utveckling för att minska denna risk och för att skydda användarnas personliga information såväl från tjänsteleverantören som från tredje part. Ett vanligt sätt att implementera ett DOSN är genom en icke-hierarkisk nätverksarkitektur (eng. peer-to-peer network) för att undvika att känsliga personuppgifter samlas på ett ställe som är under tjänsteleverantörens kontroll. Kryptering används för att skydda kommunikationen och för att realisera åtkomstkontrollen av information som ska delas med andra användare.

Att inte längre ha en tjänsteleverantör som har tillgång till all data innebär att den största riskfaktorn for integritetskränkningar tas bort. Men genom att ersätta den centrala tjänsteleverantören med ett decentraliserat system tar vi även bort ett visst integritetsskydd. Integritetsskyddet var en konsekvens av att förmedlingen av all användarkommunikation skedde genom tjänsteleverantörens servrar. När ansvaret för lagring av innehållet, hantering av behörigheterna, åtkomst och andra administrativa uppgifter övergår till användarna själva, blir det en utmaning att skydda metadata för objekt och informationsflöden, även om innehållet är krypterat. I ett centraliserat system är dessa metadata faktiskt skyddade av tjänsteleverantören – avsiktligt eller som en sidoeffekt.

För att implementera de olika funktioner som ska finnas i ett integritetsskyddande DOSN, är det nödvändigt både att lösa dessa generella utmaningar och att hantera frånvaron av en betrodd tjänsteleverantör som har full tillgång till all data. Användarautentiseringen borde till exempel ha samma användbarhet som i centraliserade system. Det vill säga att det är lätt att ändra lösenordet, upphäva rättigheterna för en stulen klientenhet eller återställa ett glömt lösenord med hjälp av e-post eller säkerhetsfrågor – allt utan att förlita sig på en betrodd tredje part. Ett annat exempel är funktionen att kunna söka efter andra användare. Utmaningen där är att skydda användarinformationen samtidigt som det måste vara möjligt att hitta användare baserad på just denna informationen. En implementation av en sådan funktion i ett DOSN måste klara sig utan en betrodd tjänsteleverantör som med tillgång till alla användardata kan upprätthålla ett globalt sökindex.

I den här avhandlingen analyserar vi de generella risker för integritetskränkningar som finns i DOSN, särskilt de som orsakas av metadata. Därutöver föreslår vi tre integritetsskyddande implementationer av vanliga funktioner i en social nätverkstjänst: lösenordsbaserad användarautentisering, en användarsökfunktion med en kunskapströskel och en inbjudningsfunktion för evenemang med detaljerade sekretessinställningar. Alla tre implementationerna är lämpliga för DOSN-scenarier eftersom de klarar sig helt utan en betrodd, central tjänsteleverantör, och kan därför även användas i andra sammanhang såsom icke-hierarkiska nätverk eller andra system som måste klara sig utan en betrodd tredje part. Slutligen analyserar vi en attack på ett specifikt decentraliserat system, anonymitetstjänsten Tor, och diskuterar hur systemet kan skyddas mot de analyserade sårbarheterna.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2016. 150 p.
Series
TRITA-CSC-A, ISSN 1653-5723 ; 2016:28
Keyword
Privacy, Online Social Networks, Decentralized Online Social Networks
National Category
Computer Science
Research subject
Computer Science
Identifiers
urn:nbn:se:kth:diva-196118 (URN)978-91-7729-194-7 (ISBN)
Public defence
2016-12-15, F3, Kungl Tekniska högskolan, Lindstedtsvägen 26, Stockholm, 14:00 (English)
Opponent
Supervisors
Funder
Swedish Foundation for Strategic Research , SSF FFL09-0086Swedish Research Council, VR 2009-3793
Note

QC 20161115

Available from: 2016-11-17 Created: 2016-11-11 Last updated: 2016-11-17Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

Authority records BETA

Greschbach, BenjaminBuchegger, Sonja

Search in DiVA

By author/editor
Greschbach, BenjaminKreitz, GunnarBuchegger, Sonja
By organisation
Theoretical Computer Science, TCS
Telecommunications

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

isbn
urn-nbn

Altmetric score

isbn
urn-nbn
Total: 37 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf