Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • 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
Event Invitations in Privacy-Preserving DOSNs: Formalization and Protocol Design
KTH, School of Computer Science and Communication (CSC), Theoretical Computer Science, TCS.ORCID iD: 0000-0003-1025-826X
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.ORCID iD: 0000-0001-5742-5462
2015 (English)In: Privacy and Identity Management for the Future Internet in the Age of Globalisation: 9th IFIP WG 9.2, 9.5, 9.6/11.7, 11.4, 11.6/SIG 9.2.2 International Summer School, Patras, Greece, September 7-12, 2014, Revised Selected Papers / [ed] Camenisch, Jan; Fischer-Hübner, Simone; Hansen, Marit, Springer Publishing Company, 2015, Vol. 457, 185-200 p.Chapter in book (Refereed)
Abstract [en]

Online Social Networks (OSNs) have an infamous history of privacy and security issues. One approach to avoid the massive collection of sensitive data of all users at a central point is a decentralized architecture.

An event invitation feature - allowing a user to create an event and invite other users who then can confirm their attendance - is part of the standard functionality of OSNs. We formalize security and privacy properties of such a feature like allowing different types of information related to the event (e.g., how many people are invited/attending, who is invited/attending) to be shared with different groups of users (e.g., only invited/attending users).

Implementing this feature in a Privacy-Preserving Decentralized Online Decentralized Online is non-trivial because there is no fully trusted broker to guarantee fairness to all parties involved. We propose a secure decentralized protocol for implementing this feature, using tools such as storage location indirection, ciphertext inferences and a disclose-secret-if-committed mechanism, derived from standard cryptographic primitives.

The results can be applied in the context of Privacy-Preserving DOSNs, but might also be useful in other domains that need mechanisms for cooperation and coordination, e.g., Collaborative Working Environment and the corresponding collaborative-specific tools, i.e., groupware, or Computer-Supported Collaborative Learning.

Place, publisher, year, edition, pages
Springer Publishing Company, 2015. Vol. 457, 185-200 p.
Series
IFIP Advances in Information and Communication Technology, ISSN 1868-4238 ; 457
Keyword [en]
Event invitation, Privacy, Decentralized Online Social Networks
National Category
Computer Systems Telecommunications
Research subject
Computer Science
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-166775DOI: 10.1007/978-3-319-18621-4_13ISI: 000380771600013Scopus ID: 2-s2.0-84942575280ISBN: 978-3-319-18620-7 (print)ISBN: 978-3-319-18621-4 (print)OAI: oai:DiVA.org:kth-166775DiVA: diva2:812209
Funder
Swedish Foundation for Strategic Research , FFL09-0086Swedish Research Council, 2009-3793
Note

QC 20150618

Available from: 2015-05-18 Created: 2015-05-18 Last updated: 2017-05-05Bibliographically approved
In thesis
1. 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
2. Toward Privacy-Preserving Decentralised Systems
Open this publication in new window or tab >>Toward Privacy-Preserving Decentralised Systems
2017 (English)Licentiate thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

Privacy enhancing technologies have proven to be a beneficial area of research lessening the threats users' privacy in centralised systems such as online social networks. Decentralised solutions have been proposed to extend the control that users have over their data as opposed to the centralised massive collection of personal and sensitive data.

The power that the service provider has in centralised systems has been shown to diminish the user’s privacy. Moreover, the disclosures in 2013 of a global surveillance program in collaboration with some of the service providers of such centralised systems have accelerated the debate on how to take action to counteract the threats to privacy.

Privacy-preserving decentralised systems are plausible solutions to such threats. However, the removal of the central authority comes with two main trade-offs, mimicking the features and taking over the supervision of the security and privacy threats that were a responsibility of the central authority.

In our thesis, we propose the use of privacy-preserving decentralised systems and develop three solutions in terms of decentralisation, functionality, and achievable security and privacy. For decentralised systems we show a mechanism for user authentication via standard credentials. Within the realm of decentralised online social networks we implement a coordination and cooperation mechanism to organise events without the need of a trusted third party. Finally, we improve one of the aspects of the user’s privacy: anonymity, by showing an implementation of a privacy-preserving system to submit and grade documents anonymously in systems where the central authority is still required.

Our solutions are some concrete examples of how privacy as data control can be achieved to varying degrees. Nonetheless, we hope that the protocols we propose and the evaluation of the security and privacy properties can be useful in other scenarios to mitigate the diverse dangers to personal privacy.

Abstract [sv]

Integritets främjande teknik — på engelska, privacy enhancing technologies — har visat sig vara ett positivt forskningsområde som syftar till att minska hoten mot den personliga integriteten av användarnas personuppgifter i centraliserade informationssystem som online sociala nätverk — på engelska, online social networks. Följaktligen har decentraliserade lösningar föreslagits för att förlänga den kontroll som användare har över sina data i motsats till en centraliserade massiv samling av personliga och känsliga data.

Den kraft som tjänsteleverantören har i centrala informationssystem har visat sig minska användarens integritet vid fall av missbruk, censur eller dataläckage. Vidare har upplysningarna 2013 av ett globalt övervakningsprogram som leds av offentliga efterlysningsinstitutioner i samarbete med några av tjänsteleverantörerna av sådana centraliserade informationssystem påskyndat debatten om hur man vidtar åtgärder för att motverka hot mot integritet. I synnerhet hotet mot den lagliga "rätten att bli ensam" — på engelska, "right to be let alone", som definierats av Samuel Warren och Louis Brandeis år 1890 i sin inflytelserika laggransknings artikel "The Right to Privacy".

Sekretessskyddande decentraliserade system är trovärdiga lösningar på sådana hot och ett av de vanligaste alternativen som åtgärdas idag. Avlägsnandet av den centrala auktoriteten kommer emellertid med två huvudsakliga kompromisser, efterlikna funktionerna i det centraliserade informationssystemet på ett användbart sätt och överta övervakningen av säkerhets och hoten som en gång var ett centralt ansvar för centralt auktoritet.

I vår avhandling använder vi decentraliserade system för integritetsskydd och utvecklar tre lösningar för centraliserade informationssystem när det gäller decentralisering, funktionalitet och uppnåelig säkerhet och integritet. I decentraliserade informationssystem generellt visar vi på en konkret mekanism för användarautentisering via standard användar-lösenordsuppgifter med jämförbar användbarhet för standardiserade centraliserade applikationer. Inom ramen för praktiska decentraliserade system visar vi på ett specifikt exempel på domänen för decentraliserade online sociala nätverk — på engelska, decentralised online social networks — som implementerar en samordnings- och samarbetsmekanism för att organisera händelser utan att behöva ha en betrodd tredje part. Slutligen går vi tillbaka till de centraliserade systemen där närvaron av den centrala myndigheten fortfarande krävs och i stället förbättrar en av aspekterna av användarens integritet: anonymitet genom att visa en implementering av ett system för att skicka in och klassificera dokument anonymt i akademisk sfär i ett generiskt centraliserat system för integritetsskydd.

Våra lösningar är några konkreta exempel på hur integritet som datakontroll, som det paradigm som Anita Allen förutser, kan uppnås i varierande grad i centraliserade och decentraliserade informationssystem för integritetsskydd. Ändå hoppas vi att de integritetsskydd protokollen som vi föreslår och utvärderingen av säkerhets- och sekretessegenskaperna kan vara användbara i andra scenarier för att mildra de olika farorna för personlig integritet som vi står inför för närvarande.

Abstract [es]

Las tecnologías para mejorar la privacidad — en inglés, privacy enhancing technologies — han demostrado ser una beneficiosa área de investigación para disminuir las amenazas a la privacidad de la información personal de los usuarios en sistemas de información centralizados como las redes sociales on line — en inglés, online social networks. Por ello, se han propuesto soluciones descentralizadas para ampliar el control que los usuarios ejercen sobre sus datos en contraposición a la recogida de datos personales y sensibles en sistemas centralizados.

Casos de mal uso, censura o incluso fuga de datos demuestran que el poder del proveedor de servicios en sistemas de información centralizados disminuye la privacidad del usuario. Las revelaciones en 2013 de un programa de vigilancia a nivel global dirigido por agencias de inteligencia públicas en colaboración con algunos de los proveedores de servicios de sistemas de información centralizados han acelerado el debate sobre las medidas a tomar para contrarrestar las amenazas a la privacidad. En particular, la amenaza al "derecho a la soledad" — en inglés, "right to be let alone"— enunciado por Samuel Warren y Louis Brandeis en 1890 en el influyente artículo legal, "El derecho a la intimidad".

Los sistemas descentralizados que preservan la privacidad son soluciones viables ante las amenazas a la privacidad, y una de las alternativas más comunes en la actualidad. Sin embargo, la supresión de la autoridad central conlleva tratar de resolver dos inconvenientes: replicar la funcionalidad de los sistemas de información centralizados de forma que sean utilizables y asumir la vigilancia de las amenazas a la seguridad y privacidad que anteriormente eran responsabilidad de la autoridad central.

En esta tesis, se propone el uso de sistemas descentralizados que preservan la privacidad y para ello desarrollamos tres soluciones a los sistemas de información centralizados desde los puntos de vista de descentralización, fun- cionalidad y, seguridad y privacidad. En los sistemas de información descentralizados, diseñamos un mecanismo de autenticación de usuarios mediante el uso de credenciales estándar usuario-contraseña cuya usabilidad es comparable a las aplicaciones en sistemas centralizados. En el ámbito más práctico de los sistemas descentralizados mostramos un ejemplo específico en el área de las redes sociales on line descentralizadas — en inglés, decentralised online social networks — implementando un mecanismo de coordinación y cooperación para la organización de eventos sin necesidad de existencia de un tercero de confianza. Finalmente, en los sistemas de información centralizados, en los que la presencia de una autoridad central sigue siendo necesaria, intentamos mejorar uno de los aspectos de la privacidad del usuario: el anonimato, diseñando e implementando un sistema para presentar y evaluar documentos de forma anónima en el ámbito académico en un sistema de información genérico y centralizado.

Las soluciones que proponemos son algunos ejemplos concretos del concepto de "privacidad como control de datos" — en inglés, "privacy as data control"— tal y como lo definió Anita Allen. Un paradigma que se puede conseguir en diversos niveles tanto en sistemas de información centralizados como descentralizados. No obstante, deseamos que los protocolos para preservar la privacidad que proponemos junto con la evaluación de las propiedades de seguridad y privacidad sean de utilidad en otros ámbitos para contribuir a mitigar las diversas amenazas a la privacidad a las que no enfrentamos en la actualidad.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2017. 109 p.
Series
TRITA-CSC-A, ISSN 1653-5723 ; 2017:12
Keyword
decentralised information systems, distributed systems, privacy, social networks, decentraliserade informationssystem, distribuerade system, integritet, sociala nätverk, sistemas de información descentralizados, sistemas distribuidos, privacidad, redes sociales
National Category
Computer Science
Research subject
Computer Science
Identifiers
urn:nbn:se:kth:diva-206444 (URN)978-91-7729-406-1 (ISBN)
Presentation
2017-05-31, 4523, Lindstedtsvägen 5, Stockholm, 10:00 (English)
Opponent
Supervisors
Projects
PeerSoN: Privacy-Preserving P2P Social Networks
Funder
Swedish Foundation for Strategic Research , SSF FFL09-0086Swedish Research Council, VR 2009-3793
Note

QC 20170508

Available from: 2017-05-09 Created: 2017-05-05 Last updated: 2017-05-31Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(722 kB)69 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 722 kBChecksum SHA-512
cb6d519dcbe0d29590db30023f8e2fa79a735efc79cc045e3e00dca07bad13c661d9dc5cfe9e7b0c061c1d416c3542de0b4905378d1213892f0447f1f1e9f158
Type fulltextMimetype application/pdf

Other links

Publisher's full textScopusSpringer link

Search in DiVA

By author/editor
Rodríguez-Cano, GuillermoGreschbach, BenjaminBuchegger, Sonja
By organisation
Theoretical Computer Science, TCS
Computer SystemsTelecommunications

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 69 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

doi
isbn
urn-nbn

Altmetric score

doi
isbn
urn-nbn
Total: 148 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • 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