Tor and VPNs are used by many to be anonymous and circumvent censorship on the Internet. Therefore, traffic analysis attacks that enable adversaries to link users to their online activities are a severe threat. One such attack is Website Fingerprinting (WF), which analyses patterns in the encrypted traffic from and to users to identify website visits. To better understand to which extent WF can identify patterns in VPN traffic, there needs to be a deeper exploration into which extent background traffic in VPNs impacts WF attacks, which is traffic in the stream that the adversary does not wish to classify. This thesis explores how different background traffic types affect WF on VPN traffic. It is done by using existing VPN datasets and combining them into datasets which simulate a VPN tunnel where both foreground and background traffic is sent simultaneously. This is to explore how different kinds of background traffic affect known state-of-the-art WF attacks using Deep Learning (DL). Background traffic does affect DL-based WF attacks, but the impact on accuracy is relatively small compared to the bandwidth overhead: 200 % overhead reduces the accuracy from roughly 95 % to 70 %. WF attacks can be trained without any background traffic, as long as the overhead of the background traffic is smaller than 2 %, without any impact on accuracy. WF attacks can also be trained with background traffic from other applications than what it is tested on, as long as the applications produce similar traffic patterns. For example, traffic from different pre-recorded streaming applications like Netflix and YouTube is similar enough, but not traffic from pre-recorded and live streaming applications such as Twitch. Also, having access to the size of the packets makes WF attacks better than if the size is obscured, making VPNs probably more vulnerable than Tor to WF attacks. Thesis artefacts are available at: https://github.com/gustavRehnholm/wf-vpn-bg / Tor och VPN:er används av många för att ge anonymitet och kringgå censurera i Internet. Därför är trafikanalysattacker som gör det möjligt för angripare att länka användaren till sina onlineaktiviteter ett allvarligt hot. En sådan attack är Website Fingerprinting (WF), som analyserar mönster i den krypterade trafiken mellan användaren och reläet med målet att identifiera webbplatsbesök. För att bättre förstå i vilken ut-sträckning WF kan identifiera mönster i VPN-tunnlar måste det finnas en djupare undersökning i vilken utsträckning bakgrundstrafik i VPN-tunnlar påverkar WF-attacker, trafik i VPN-tuneln som WF-attackeraren inte försöker klassificera. Målet med denna avhandling är att undersöka hur bakgrundstrafik, i olika kombinationer, påverkar WF på VPN-tunnlar. Det görs genom att använda befintliga VPN-datauppsättningar och kombinera dem till datauppsättningar som simulerar en VPN-tunnel där både förgrunds- och bakgrundstrafik skickas samtidigt. Detta är att utforska hur olika typer av bakgrundstrafik påverkar kända WF-attacker med hjälp av djupinlärning. Bakgrundstrafik har en påverkan på djupinlärnings baserade WF-attacker, men påverkan på WF noggrannheten är relativt liten jämfört med overheaden som behövs: 200 %overhead minskar noggrannheten från ungefär 95 % till 70 %. WF-attacker kan tränas utan bakgrundstrafik, så länge bakgrundstrafikens overhead är mindre än 2 %, utan att det påverkar noggrannheten. WF-attacker kan också tränas med bakgrundstrafik från andra applikationer än vad den testas på, så länge applikationerna producerar liknande trafikmönster. Till exempel är trafik från olika förinspelade streamingapplikationer som Netflix och YouTube tillräckligt lik, men inte trafik från förinspelade och livestreamingapplikationer som Twitch. Det är också tydligt att ha tillgång till paketstorlek gör klassificeraren bättre, vilket gör VPN:er förmodligen mer sårbar än Tor. Avhandlingsartefakter finns på följande hemsida: https://github.com/gustavRehnholm/wf-vpn-bg
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kau-95930 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Rehnholm, Gustav |
| Publisher | Karlstads universitet, Institutionen för matematik och datavetenskap (from 2013) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf, application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0013 seconds