Datenschutzfördernde Techniken für private Dienste

Privacy on the Internet is becoming more and more important, as an increasing part of everyday life takes place over the Internet. Internet users lose the ability to control which information they give away about themselves or are even not aware that they do so. Privacy-enhancing technologies help control private information on the Internet, for example, by anonymizing Internet communication. Up to now, work on privacy-enhancing technologies has mainly focused on privacy of users requesting public services. This thesis introduces a new privacy risk that occurs when private persons run their own services. One example are instant messaging systems which allow users to exchange presence information and text messages in real time. These systems usually do not provide protection of presence information which is stored on central servers. As an alternative, decentralized instant messaging system designs mitigate this problem by having private persons provide instant messaging services to each other. However, providing a service as a private person causes new security problems as compared to providing a service as an organization or enterprise: First, the presence of such a service reveals information about the availability of the service provider. Second, the server location needs to be concealed in order to hide the whereabouts of a person. Third, the server needs to be specifically protected from unauthorized access attempts. This thesis proposes to use pseudonymous services as a building block for private services. Pseudonymous services conceal the location of a server that provides a specific service. The contribution made here is to analyze what parts of pseudonymous services, in particular Tor hidden services, are missing in order to apply them for private services. This analysis leads to three main problems for which solutions are proposed: First, known pseudonymous service designs do not scale to the expected number of private services which might be provided in the future. This thesis proposes a new approach to store hidden service descriptors in a distributed data structure rather than on central servers. A particular focus lies on the support of private entries which are required for private services. Second, pseudonymous services leak too much information about service identity during advertisement in the network and connection establishment by clients. The approach taken in this thesis is to reduce the information that a service publishes in the network to a minimum and prevent unauthorized clients from accessing a service already during connection establishment. These changes protect service activity and usage patterns from non-authorized entities. Third, pseudonymous services exhibit worse performance than direct service access. The contribution of this thesis is to measure performance, identify possible problems, and propose improvements.Privatsphäre im Internet wird immer wichtiger, da ein zunehmender Teil des alltäglichen Lebens über das Internet stattfindet. Internet-Benutzer verlieren die Fähigkeit zu steuern, welche Informationen sie über sich weitergeben oder wissen nicht einmal, dass sie dieses tun. Datenschutzfördernde Techniken helfen dabei, private Informationen im Internet zu kontrollieren, zum Beispiel durch die Anonymisierung von Internetkommunikation. Bis heute liegt der Fokus bei datenschutzfördernden Techniken hauptsächlich auf dem Schutz von Anfragen an öffentliche Dienste. Diese Arbeit wirft die Frage nach den Risiken beim Betrieb von Internetdiensten durch Privatpersonen auf. Ein Beispiel hierfür sind Instant-Messaging-Systeme, die es ermöglichen, Anwesenheitsinformationen und Textnachrichten in Echtzeit auszutauschen. Üblicherweise schützen diese Systeme die Anwesenheitsinformationen, die auf zentralen Servern gespeichert werden, nicht besonders. Als Alternative verringern dezentrale Instant-Messaging-Systeme dieses Problem, indem Privatpersonen sich gegenseitig Dienste anbieten. Allerdings bringt das Anbieten eines Dienstes als Privatperson im Vergleich zu Organisationen oder Unternehmen neue Sicherheitsprobleme mit sich: Erstens werden durch die Verfügbarkeit eines solchen Dienstes Informationen über die Präsenz des Dienstanbieters preisgegeben. Zweitens soll der Standort des Servers unerkannt bleiben, um nicht den Aufenthaltsort des Dienstanbieters zu offenbaren. Drittens muss der Server besonders vor unautorisierten Zugriffsversuchen geschützt werden. Diese Arbeit schlägt die Nutzung von pseudonymen Diensten als Baustein von privaten Diensten vor. Pseudonyme Dienste verbergen den Standort eines Servers, der einen bestimmten Dienst anbietet. Der hier geleistete Beitrag soll herausfinden, welche Teile von pseudonymen Diensten, besonders von Tor Hidden Services, fehlen, um sie für private Dienste einzusetzen. Dies führt zu drei Hauptproblemen, zu denen Lösungen vorgeschlagen werden: Erstens skalieren bisherige Ansätze für pseudonyme Dienste nicht für die in Zukunft zu erwartende Anzahl von privaten Diensten. Diese Arbeit schlägt einen neuen Ansatz vor, der Hidden-Service-Beschreibungen in einer verteilten Datenstruktur ablegt, anstatt sie auf zentralen Servern zu speichern. Ein besonderer Fokus liegt auf der Unterstützung von privaten Einträgen, die für private Dienste benötigt werden. Zweitens geben pseudonyme Dienste während des Anbietens im Netzwerk und der Verbindungsherstellung durch Clients zu viele Informationen über die Identität des Dienstes preis. Der in dieser Arbeit verfolgte Ansatz ist, die Informationen, die ein Dienst im Netzwerk bekanntgibt, auf ein Minimum zu reduzieren und nicht-autorisierte Clients am Zugriff auf den Dienst schon während der Verbindungsherstellung zu hindern. Diese Änderungen schützen die Aktivität und das Nutzungsmuster des Dienstes vor nicht-autorisierten Personen. Drittens weisen pseudonyme Dienste eine schlechtere Effizienz auf als Dienste, auf die direkt zugegriffen wird. Der Beitrag dieser Arbeit ist, die Effizienz zu messen, mögliche Probleme zu identifizieren und Verbesserungen vorzuschlagen

Extended Abstracts of the Fourth Privacy Enhancing Technologies Convention (PET-CON 2009.1)

PET-CON, the Privacy Enhancing Technologies Convention, is a forum for researchers, students, developers, and other interested people to discuss novel research, current development and techniques in the area of Privacy Enhancing Technologies. PET-CON was first conceived in June 2007 at the 7th International PET Symposium in Ottawa, Canada. The idea was to set up a bi-annual convention in or nearby Germany to be able to meet more often than only once a year at some major conference

Extended Abstracts of the Second Privacy Enhancing Technologies Convention (PET-CON 2008.1)

PET-CON, the Privacy Enhancing Technologies Convention, is a forum for researchers, students, developers, and other interested people to discuss novel research, current developments and techniques in the area of Privacy Enhancing Technologies. PET-CON was first conceived in June 2007 at the 7th International PET Symposium in Ottawa, Canada. The idea was to set up a bi-annual convention in or nearby Germany to be able to meet more often than only once a year at some major conference

Virtual Private Services

Abstract Providing an Internet service is no longer only a domain of organizations and enterprises, but becomes increasingly popular for private persons. Virtual private services are defined as services that are offered by private users over public Internet connections and for a limited, possibly changing set of other private users. Virtual private services demand extended security properties, e.g. hiding service activity from unauthorized clients, that are less important in public services. Two common approaches exist to utilize Tor hidden services for offering virtual private services. These are examined for security problems that might be privacy-relevant for the service provider. Subsequently, an extension of the hidden service protocol is presented that is designed to better support virtual private services. This design is not meant to replace the existing hidden service design, but should complement it

Extended Abstracts of the Fourth Privacy Enhancing Technologies Convention (PET-CON 2009.1)

PET-CON, the Privacy Enhancing Technologies Convention, is a forum for researchers, students, developers, and other interested people to discuss novel research, current development and techniques in the area of Privacy Enhancing Technologies. PET-CON was first conceived in June 2007 at the 7th International PET Symposium in Ottawa, Canada. The idea was to set up a bi-annual convention in or nearby Germany to be able to meet more often than only once a year at some major conference