Privacy in next generation networks

Abstract

In the modern society, communications and digital transactions are becoming the norm rather than the exception. As we allow networked computing devices into our every-day actions, we build a digital lifestyle where networks and devices enrich our interactions. However, as we move our information towards a connected digital environment, privacy becomes extremely important as most of our personal information can be found in the network. This is especially relevant as we design and adopt next generation networks that provide ubiquitous access to services and content, increasing the impact and pervasiveness of existing networks. The environments that provide widespread connectivity and services usually rely on network protocols that have few privacy considerations, compromising user privacy. The presented work focuses on the network aspects of privacy, considering how network protocols threaten user privacy, especially on next generation networks scenarios. We target the identifiers that are present in each network protocol and support its designed function. By studying how the network identifiers can compromise user privacy, we explore how these threats can stem from the identifier itself and from relationships established between several protocol identifiers. Following the study focused on identifiers, we show that privacy in the network can be explored along two dimensions: a vertical dimension that establishes privacy relationships across several layers and protocols, reaching the user, and a horizontal dimension that highlights the threats exposed by individual protocols, usually confined to a single layer. With these concepts, we outline an integrated perspective on privacy in the network, embracing both vertical and horizontal interactions of privacy. This approach enables the discussion of several mechanisms to address privacy threats on individual layers, leading to architectural instantiations focused on user privacy. We also show how the different dimensions of privacy can provide insight into the relationships that exist in a layered network stack, providing a potential path towards designing and implementing future privacy-aware network architectures.

Na sociedade moderna, as comunicações e transacções digitais estão a tornar-se a regra e não a excepção. À medida que permitimos a intromissão de dispositivos electrónicos de rede no nosso quotidiano, vamos construíndo um estilo de vida digital onde redes e dispositivos enrirquecem as nossas interacções. Contudo, ao caminharmos para um ambiente digital em rede, a nossa privacidade vai-se revestindo de maior importãncia, pois a nossa informação pessoal passa a encontrar-se cada vez mais na rede. Isto torna-se particularmente relevante ao adoptarmos redes de próxima geração, que permitem acesso ubíquo a redes, serviços e conteúdos, aumentando o impacte e pervasividade das redes actuais. Os ambientes onde a conectividade e os serviços se tornam uma constante, assentam em protocolos de rede que normalmente contemplam poucas considerações sobre privacidade, comprometendo desta forma o utlizador. O presente trabalho centra-se nos aspectos de privacidade que dizem respeito à rede devido à forma como os protocolos são utilizados nas diferentes camadas, e que resultando em ameaças à privacidade do utilizador. Abordamos especificamente os identificadores presentes nos protocolos de rede, e que são essenciais à sua função. Neste contexto exploramos a possibilidade destes identificadores comprometerem a privacidade do utilizador através da informação neles contida, bem como das relações que podem ser estabelecidas entre identificadores de diferentes protocolos. Após este estudo centrado nos identificadores, mostramos como a privacidade em redes pode ser explorada ao longo de duas dimensões: uma dimensão que acentua as relações verticais de privacidade, cruzando vários protocolos até chegar ao utilizador, e uma dimensão horizontal que destaca as ameaças causadas por cada protocolo, de forma individual, normalmente limitadas a uma única camada. Através destes conceitos, mostramos uma visão integrada de privacidade em redes, abrangendo tanto as interacçoes de privacidade verticais como as horizontais. Esta visão permite discutir vários mecanismos para mitigar ameaças específicas a cada camada de rede, resultando em instânciações arquitecturais orientadas à privacidade do utilizador. Finalmente, mostramos como as diferentes dimensões de privacidade podem fornecer uma visão diferente sobre as relações estabelecidas na pilha protocolar que assenta em camadas, mostrando um caminho possível para o desenvolvimento de futuras arquitecturas de rede com suporte para privacidade.