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정보처리학회 논문지 소프트웨어 및 데이터 공학

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한글제목(Korean Title) Tor Network Website Fingerprinting Using Statistical-Based Feature and Ensemble Learning of Traffic Data
영문제목(English Title) 트래픽 데이터의 통계적 기반 특징과 앙상블 학습을 이용한 토르 네트워크 웹사이트 핑거프린팅
저자(Author) Junho Kim   Wongyum Kim   Doosung Hwang   김준호   김원겸   황두성  
원문수록처(Citation) VOL 09 NO. 06 PP. 0187 ~ 0194 (2020. 06)
한글내용
(Korean Abstract)
본 논문은 클라이언트의 익명성과 개인 정보를 보장하는 토르 네트워크에서 앙상블 학습을 이용한 웹사이트 핑거프린팅 방법을 제안한다. 토르 네트워크에서 수집된 트래픽 패킷들로부터 웹사이트 핑거프린팅을 위한 훈련 문제를 구성하며, 트리 기반 앙상블 모델을 적용한 웹사이트 핑거프린팅 시스템의 성능을 비교한다. 훈련 특징 벡터는 트래픽 시퀀스에서 추출된 범용 정보, 버스트, 셀 시퀀스 길이, 그리고 셀 순서로부터 준비하며, 각 웹사이트의 특징은 고정 길이로 표현된다. 실험 평가를 위해 웹사이트 핑거프린팅의 사용에 따른 4가지 학습 문제(Wang14, BW, CWT, CWH)를 정의하고, CUMUL 특징 벡터를 사용한 지지 벡터 기계 모델과 성능을 비교한다. 실험 평가에서, BW 경우를 제외하고 제안하는 통계 기반 훈련 특징 표현이 CUMUL 특징 표현보다 우수하다.
영문내용
(English Abstract)
This paper proposes a website fingerprinting method using ensemble learning over a Tor network that guarantees client anonymity and personal information. We construct a training problem for website fingerprinting from the traffic packets collected in the Tor network, and compare the performance of the website fingerprinting system using tree-based ensemble models. A training feature vector is prepared from the general information, burst, cell sequence length, and cell order that are extracted from the traffic sequence, and the features of each website are represented with a fixed length. For experimental evaluation, we define four learning problems (Wang14, BW, CWT, CWH) according to the use of website fingerprinting, and compare the performance with the support vector machine model using CUMUL feature vectors. In the experimental evaluation, the proposed statistical-based training feature representation is superior to the CUMUL feature representation except for the BW case.
키워드(Keyword) Anonymous Network   Traffic Collection   Website Fingerprinting   Ensemble Algorithm   Machine Learning   익명 네트워크   트래픽 수집   웹사이트 핑거프린팅   앙상블 알고리즘   기계학습  
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