ConXsense - Automated Context Classification for Context-Aware Access Control

We present ConXsense, the first framework for context-aware access control on mobile devices based on context classification. Previous context-aware access control systems often require users to laboriously specify detailed policies or they rely on pre-defined policies not adequately reflecting the true preferences of users. We present the design and implementation of a context-aware framework that uses a probabilistic approach to overcome these deficiencies. The framework utilizes context sensing and machine learning to automatically classify contexts according to their security and privacy-related properties. We apply the framework to two important smartphone-related use cases: protection against device misuse using a dynamic device lock and protection against sensory malware. We ground our analysis on a sociological survey examining the perceptions and concerns of users related to contextual smartphone security and analyze the effectiveness of our approach with real-world context data. We also demonstrate the integration of our framework with the FlaskDroid architecture for fine-grained access control enforcement on the Android platform.Comment: Recipient of the Best Paper Awar

Query Processing In Location-based Services

With the advances in wireless communication technology and advanced positioning systems, a variety of Location-Based Services (LBS) become available to the public. Mobile users can issue location-based queries to probe their surrounding environments. One important type of query in LBS is moving monitoring queries over mobile objects. Due to the high frequency in location updates and the expensive cost of continuous query processing, server computation capacity and wireless communication bandwidth are the two limiting factors for large-scale deployment of moving object database systems. To address both of the scalability factors, distributed computing has been considered. These schemes enable moving objects to participate as a peer in query processing to substantially reduce the demand on server computation, and wireless communications associated with location updates. In the first part of this dissertation, we propose a distributed framework to process moving monitoring queries over moving objects in a spatial network environment. In the second part of this dissertation, in order to reduce the communication cost, we leverage both on-demand data access and periodic broadcast to design a new hybrid distributed solution for moving monitoring queries in an open space environment. Location-based services make our daily life more convenient. However, to receive the services, one has to reveal his/her location and query information when issuing locationbased queries. This could lead to privacy breach if these personal information are possessed by some untrusted parties. In the third part of this dissertation, we introduce a new privacy protection measure called query l-diversity, and provide two cloaking algorithms to achieve both location kanonymity and query l-diversity to better protect user privacy. In the fourth part of this dissertation, we design a hybrid three-tier architecture to help reduce privacy exposure. In the fifth part of this dissertation, we propose to use Road Network Embedding technique to process privacy protected queries

Location Privacy in Spatial Crowdsourcing

Spatial crowdsourcing (SC) is a new platform that engages individuals in collecting and analyzing environmental, social and other spatiotemporal information. With SC, requesters outsource their spatiotemporal tasks to a set of workers, who will perform the tasks by physically traveling to the tasks' locations. This chapter identifies privacy threats toward both workers and requesters during the two main phases of spatial crowdsourcing, tasking and reporting. Tasking is the process of identifying which tasks should be assigned to which workers. This process is handled by a spatial crowdsourcing server (SC-server). The latter phase is reporting, in which workers travel to the tasks' locations, complete the tasks and upload their reports to the SC-server. The challenge is to enable effective and efficient tasking as well as reporting in SC without disclosing the actual locations of workers (at least until they agree to perform a task) and the tasks themselves (at least to workers who are not assigned to those tasks). This chapter aims to provide an overview of the state-of-the-art in protecting users' location privacy in spatial crowdsourcing. We provide a comparative study of a diverse set of solutions in terms of task publishing modes (push vs. pull), problem focuses (tasking and reporting), threats (server, requester and worker), and underlying technical approaches (from pseudonymity, cloaking, and perturbation to exchange-based and encryption-based techniques). The strengths and drawbacks of the techniques are highlighted, leading to a discussion of open problems and future work

Preserving Secrecy in Online Social Networks: Data Outsourcing, Access Control, and Secrecy Schemes

In den vergangenen Jahren haben sich Online Social Networks (OSNs) wie Facebook und Foursquare zu einer beliebten Möglichkeit der Kommunikation und des Teilens von Informationen unter Nutzern entwickelt. OSNs sind virtuelle Communitys, die Informationen über die Nutzer und die zwischen ihnen bestehenden Beziehungen, wie z.~B. Freundschaften, enthalten. Zusätzlich dazu, dass eine Interaktion der Nutzer untereinander ermöglicht wird, bieten OSNs ihren Nutzern normalerweise verschiedene Arten von Dienstleistungen an, wie z.~B. die Abfrage nach Freunden innerhalb einer bestimmten Entfernung. Um auf diese Dienstleistungen zugreifen zu können, kann es sein, dass Nutzer darum gebeten werden, in den OSN-Systemen eine Reihe von Informationen, wie z.~B. ihre physische Position, zu speichern. Da die meisten der in OSNs gespeicherten Informationen zu deren Nutzern privater Natur sind, ist es von wesentlicher Bedeutung, die Informationen vor unbefugtem Zugriff zu schützen, um Geheimhaltungsprobleme zu vermeiden. Zu diesem Zweck verwenden OSNs Zugriffskontrollsysteme. Diese Systeme haben drei Hauptkomponenten, nämlich die Zugriffskontrollrichtlinien, das Zugriffskontrollmodell und den Autorisierungsmechanismus. Die Zugriffskontrollrichtlinien ermöglichen es Nutzern zu spezifizieren, wer auf deren Ressourcen zugreifen darf. Das Zugriffskontrollmodell bietet die Syntax und Semantik, um die Zugriffskontrollrichtlinien zu formalisieren. Die formale Repräsentation der Zugriffskontrollrichtlinien in einem Zugriffskontrollmodell wird als Autorisierung bezeichnet. Der Autorisierungsmechanismus, welcher von den OSN-Anbietern verwaltet wird, setzt die Autorisierungen durch. Obwohl in der Literatur verschiedene Zugriffskontrollsysteme vorgeschlagen wurden, gibt es zwei Hauptprobleme in Bezug auf diese Systeme, die sich auf die Verbreitung von OSNs auswirken können. Das erste Problem bezieht sich auf die Flexibilität von Zugriffskontrollmodellen. Eine der größten Herausforderungen von OSNs besteht darin, das Teilen von Informationen unter ihren Nutzern zu fördern. Nutzer neigen normalerweise dazu, Informationen nur mit Nutzern zu teilen, die bestimmte Bedingungen erfüllen; andernfalls tun sie es nicht. Zu diesem Zweck sollten Zugriffskontrollsysteme den Spezifizierern der Richtlinien Flexibilität bieten, damit diese die Bedingungen bezüglich des Zugriffs auf ihre Daten ausdrücken können. Wenn Nutzer entscheiden, wer auf ihre Ressourcen zugreifen darf, hängen die Zugriffsbedingungen von sozialen Faktoren und menschlichem Verhalten ab. Studien in Fachgebieten wie der Psychologie und der Soziologie haben nachgewiesen, dass Menschen zwar ein Selbstinteresse haben, oftmals jedoch gegenseitig von dieser Haltung abweichen. Gegenseitigkeit bedeutet, dass Menschen als Antwort auf freundliche Handlungen kooperativer werden. Daher ist Gegenseitigkeit eine starke Determinante in Bezug auf menschliches Verhalten. Bestehende Zugriffsrichtlinien erfassen dieses Phänomen der Gegenseitigkeit jedoch nicht, was dazu führen kann, dass Nutzer davon abgehalten werden, Informationen zu teilen. Das zweite Problem besteht darin, dass Nutzer OSN-Anbietern dahingehend vertrauen müssen, dass sie ihre Daten schützen, wenn sie die Autorisierungen durchsetzen. Aktuelle Datenschutzverletzungen haben die Vertrauenswürdigkeit der Dienstleistungsanbieter in Frage gestellt. Scheinbar steigert der zunehmende wirtschaftliche Gewinn, der aus dem Verkauf personenbezogener Daten erzielt wird, die Versuchung der Anbieter, Betrug zu begehen. In dieser Dissertation werden Techniken und Modelle entwickelt, um auf diese zwei Probleme einzugehen. Die Arbeit ist in drei Abschnitte aufgeteilt. Der erster Beitrag behandelt das Flexibilitätsproblem von Zugriffskontrollmodellen. Hier schlagen wir die Syntax und Semantik einer neuen Art von Autorisierung vor, die als gegenseitig bezeichnet wird und es ermöglicht, wechselseitiges Verhalten zu modellieren. Gegenseitigkeit kommt im Rahmen der Zugriffskontrolle zum Zuge, wenn Personen jenen Nutzern den Zugriff auf ihre Ressourcen gewähren, die ihnen erlauben, das Gleiche zu tun. Wir verwenden standortbasierte Dienstleistungen als Beispiel für den Einsatz gegenseitiger Autorisierungen. Zu diesem Zweck schlagen wir zwei Ansätze vor, um gegenseitige Autorisierungen in diese Dienstleistungen zu integrieren. Darüber hinaus weisen wir die Stimmigkeit beider Ansätze nach und bestimmen auf dem Wege von Komplexitätsanalysen, unter welchen Bedingungen jeder Ansatz jeweils leistungsfähiger ist als der andere. Unsere zweiten und dritten Beiträge gehen aus zwei verschiedenen Blickwinkeln auf das Misstrauen von Nutzern bezüglich der Dienstleistungsanbieter ein. Unser zweiter Beitrag erörtert das Szenario, in welchem der Nutzer, d. h. die Einheit, welche Abfragen von Daten durchführen möchte, auch Eigentümer der Daten ist. Aufgrund von Ressourcenbeschränkungen möchte der Nutzer die Daten jedoch nicht allein verwalten. Er möchte dies an einen Dienstleistungsanbieter auslagern, um bei einer Abfrage einen Teil der Daten abrufen zu können, welche der Durchführung der Abfrage Genüge leisten. In diesem Fall besteht kein Bedarf an Zugriffsrichtlinien, da es einen einzelnen Nutzer gibt, der Eigentümer der Daten ist. Daher kann in diesem Szenario das Vertrauensproblem bezüglich Dienstleistungsanbietern auf die Geheimhaltung ausgelagerter Daten reduziert werden. Außerdem ist es für den Nutzer wichtig, in der Lage zu sein, eine Anpassung zwischen Geheimhaltung und Leistung vorzunehmen, da die Abfrage nutzerseitig, unter Verwendung des erhaltenen Datenabschnitts, berechnet wird und weil eine negative Korrelation zwischen Geheimhaltung und Leistung besteht. Diese Art von Szenario findet aufgrund der wirtschaftlichen und organisatorischen Vorteile von „Database-as-a-Service“ oft bei Startup-Unternehmen Anwendung. Insbesondere in diesem Bereich weisen viele Daten eine Graphstruktur auf, z.~B. Protein-Netzwerke, Straßen-Netzwerke und Stromnetz-Netzwerke. Hier schlagen wir einen Gruppierungsansatz für die sichere Auslagerung von Daten mit Graphstrukturen vor, wobei nachweisbare Geheimhaltungsgarantien geboten werden. Unser Ansatz ermöglicht es Nutzern, Anpassungen zwischen Ebenen von Geheimhaltung und Leistung vorzunehmen. Zusätzlich entwickeln wir zur Erleichterung der Planung von Abfragen ein Modell, welches das Verhalten unseres Algorithmus vorhersagen kann. Unser dritter Beitrag berücksichtigt den Fall, in dem es einem Nutzer nicht ermöglicht wird, auf Daten zuzugreifen, die zur Durchführung von Abfragen nötig sind. Die Nutzer haben jedoch Zugriff auf die Ergebnisse der Abfrage bezüglich der Daten. In diesem Szenario gibt es typischerweise mehrere Nutzer, wobei jeder einen anderen Teil der Daten besitzt, und jeder Nutzer auf Basis von spezifizierten Zugriffsrichtlinien auf Abfrageergebnisse bezüglich der Daten zugreifen kann, die anderen gehören. Dann muss der OSN-Anbieter die erforderliche Kernberechnung durchführen, und der Nutzer kann nur auf das Ergebnis von Dienstleistungen zugreifen, die vom OSN geboten werden. Für dieses Szenario entwickeln wir zwei Methoden, welche bestehende Verschlüsselungsschemata kombinieren, um es Nutzern von OSNs zu ermöglichen, Abfragen bezüglich Freunden in einer bestimmten Entfernung durchzuführen. Beide Ansätze beinhalten eine Aufhebungsfunktion und bieten Geheimhaltungsgarantien unter der Annahme geheimer Absprachen, d. h. ein Gegenspieler kann mit dem Dienstleistungsanbieter zusammenspielen. Daneben bieten wir Komplexitätsanalysen unserer Ansätze, um diese bewerten und vergleichen zu können. Unsere Analysen teilen uns mit, welcher Ansatz in jeder Einheit, die in dem System involviert ist, leistungsfähiger ist. Diese Dissertation beinhaltet eine umfassende experimentelle Analyse all unserer Ansätze auf Basis von synthetischen und realen Datensätzen, welche die Wirksamkeit unserer Methoden bestätigen

A novel Big Data analytics and intelligent technique to predict driver's intent

Modern age offers a great potential for automatically predicting the driver's intent through the increasing miniaturization of computing technologies, rapid advancements in communication technologies and continuous connectivity of heterogeneous smart objects. Inside the cabin and engine of modern cars, dedicated computer systems need to possess the ability to exploit the wealth of information generated by heterogeneous data sources with different contextual and conceptual representations. Processing and utilizing this diverse and voluminous data, involves many challenges concerning the design of the computational technique used to perform this task. In this paper, we investigate the various data sources available in the car and the surrounding environment, which can be utilized as inputs in order to predict driver's intent and behavior. As part of investigating these potential data sources, we conducted experiments on e-calendars for a large number of employees, and have reviewed a number of available geo referencing systems. Through the results of a statistical analysis and by computing location recognition accuracy results, we explored in detail the potential utilization of calendar location data to detect the driver's intentions. In order to exploit the numerous diverse data inputs available in modern vehicles, we investigate the suitability of different Computational Intelligence (CI) techniques, and propose a novel fuzzy computational modelling methodology. Finally, we outline the impact of applying advanced CI and Big Data analytics techniques in modern vehicles on the driver and society in general, and discuss ethical and legal issues arising from the deployment of intelligent self-learning cars

Obfuscation and anonymization methods for locational privacy protection : a systematic literature review

Dissertation submitted in partial fulfilment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial TechnologiesThe mobile technology development combined with the business model of a majority of application companies is posing a potential risk to individuals’ privacy. Because the industry default practice is unrestricted data collection. Although, the data collection has virtuous usage in improve services and procedures; it also undermines user’s privacy. For that reason is crucial to learn what is the privacy protection mechanism state-of-art. Privacy protection can be pursued by passing new regulation and developing preserving mechanism. Understanding in what extent the current technology is capable to protect devices or systems is important to drive the advancements in the privacy preserving field, addressing the limits and challenges to deploy mechanism with a reasonable quality of Service-QoS level. This research aims to display and discuss the current privacy preserving schemes, its capabilities, limitations and challenges

Privacy preservation in mobile social networks

In this day and age with the prevalence of smartphones, networking has evolved in an intricate and complex way. With the help of a technology-driven society, the term "social networking" was created and came to mean using media platforms such as Myspace, Facebook, and Twitter to connect and interact with friends, family, or even complete strangers. Websites are created and put online each day, with many of them possessing hidden threats that the average person does not think about. A key feature that was created for vast amount of utility was the use of location-based services, where many websites inform their users that the website will be using the users' locations to enhance the functionality. However, still far too many websites do not inform their users that they may be tracked, or to what degree. In a similar juxtaposed scenario, the evolution of these social networks has allowed countless people to share photos with others online. While this seems harmless at face-value, there may be times in which people share photos of friends or other non-consenting individuals who do not want that picture viewable to anyone at the photo owner's control. There exists a lack of privacy controls for users to precisely de fine how they wish websites to use their location information, and for how others may share images of them online. This dissertation introduces two models that help mitigate these privacy concerns for social network users. MoveWithMe is an Android and iOS application which creates decoys that move locations along with the user in a consistent and semantically secure way. REMIND is the second model that performs rich probability calculations to determine which friends in a social network may pose a risk for privacy breaches when sharing images. Both models have undergone extensive testing to demonstrate their effectiveness and efficiency.Includes bibliographical reference