Luận văn Một giải pháp phòng ngừa xâm nhập trên mạng xã hội trực tuyến

Nội dung tài liệu: Luận văn Một giải pháp phòng ngừa xâm nhập trên mạng xã hội trực tuyến

1. LÍI CẢM ƠN Trước h¸t, tôi xin gûi lời c£m ơn s¥u s­c tới cô GS.TS Th¡i Trà My đã giành nhi·u thời gian để hướng d¨n, góp ý tôi hoàn thành luªn v«n này. Tôi xin gûi lời c£m ơn ch¥n thành nh§t tới th¦y PGS.TS Hoàng Xu¥n Hu§n đã giúp đỡ, động vi¶n trong học tªp, nghi¶n cùu khoa học cũng như kinh nghi»m trong cuëc sèng. Tôi cũng xin được bày tỏ láng bi¸t ơn tới c¡c th¦y, cô trong Khoa Công ngh» thông tin, trường Đại học Công ngh» đã tham gia gi£ng d¤y và chia s´ nhúng kinh nghi»m quý b¡u cho tªp thº và c¡ nh¥n tôi nói ri¶ng. C¡c th¦y cô đã t¤o ra môi trường học tªp, làm vi»c khoa học nghi¶m túc, hi»u qu£ giúp tôi có thº học hỏi, trau dồi ki¸n thùc. Tôi cũng xin gûi lời c£m ơn tới Ban gi¡m đốc Học vi»n An ninh nh¥n d¥n, l¢nh đạo Khoa Công ngh» và An ninh thông tin cùng c¡c đồng nghi»p đã t¤o điều ki»n thuªn lñi cho tôi tham gia và hoàn thành khóa học. Tr¶n t§t c£, tôi xin gûi lời bi¸t ơn tới bè, mẹ và toàn thº gia đình, người th¥n. Đặc bi»t, Bè mẹ tôi nhúng người nuôi tôi khôn lớn, đã ph£i làm vi»c v§t v£ kº tø khi tôi cán nhỏ để t¤o điều ki»n cho tôi có thº đ¸n trường theo đuêi ước mơ và hoài b¢o cõa m¼nh. T¡c gi£ Ph¤m V«n C£nh
2. LÍI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, nhúng ki¸n thùc tr¼nh bày trong luªn v«n là do tôi t¼m hiºu, nghi¶n cùu và tr¼nh bày l¤i. Trong qu¡ tr¼nh làm luªn v«n tôi có tham kh£o c¡c tài li»u có li¶n quan và đã ghi rã nguồn tài li»u tham kh£o đó. Nhúng k¸t qu£ mới trong luªn v«n là cõa ri¶ng tôi, không sao ch²p tø b§t kỳ mët công tr¼nh nào kh¡c. N¸u có điều g¼ không trung thực, tôi xin hoàn toàn chịu tr¡ch nhi»m. T¡c gi£ Ph¤m V«n C£nh
3. Danh s¡ch h¼nh v³ 1.1 Doanh thu cõa m¤ng x¢ hëi Facebook (đơn vị Tri»u USD) . . . . . 7 1.2 Sự ph¥n bè cõa MXH tr¶n toàn th¸ giới [45] . . . . . . . . . . . . . 8 1.3 C§u t¤o cõa mët MXH [18] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.4 C¡c nhà kinh doanh sû dụng MXH cho ho¤t động marketing [45]. . 11 1.5 M¤ng x¢ hëi HASTAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.6 M¤ng x¢ hëi Patients Like Me. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.7 Sè lượng nghi¶n cùu và s¡ng ch¸ v· MXH ở Mỹ tø 2003 đến 2010 [45] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.8 M¤ng và c§u trúc cëng đồng tương ùng sû dụng Modularity [46]. . 16 1.9 C§u trúc Cëng đồng t¡ch rời và chồng ch²o . . . . . . . . . . . . . . 16 1.10 C§u trúc Cëng đồng theo thời gian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.11 Vô hi»u hóa c¡c nút trong vùng N2(s) để ng«n chặn thông tin sai l»nh [39] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.1 T§n công XSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.2 T§n công m¤o nhªn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.3 X¸p h¤ng vùng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.4 Sự rá r¿ thông tin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.5 Socialbot t§n công đến người dùng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.6 K´ t§n công x¥m nhªp l§y c­p thông tin cõa người dùng trong tê chùc..................................... 29 2.7 K¸t qu£ t§n công cõa Socialbot S1 với tê chùc O1. . . . . . . . . . . 30 2.8 K¸t qu£ t§n công cõa Socialbot S2 với tê chùc O2. . . . . . . . . . . 31 3.1 Tªp người dùng U, vùng β-MTO và Cëng đồng an toàn SC . . . . . 34 3.2 V½ dụ chu©n hóa trọng sè. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3 Ước lượng £nh hưởng đối với đường đi. . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.4 Chuyºn thº hi»n tø β-MTO đến 0-1 Knapsack . . . . . . . . . . . . 43 i
4. Danh s¡ch b£ng 1.1 Mët sè m¤ng x¢ hëi ti¶u biºu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 4.1 Dú li»u ti¸n hành th½ nghi»m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.2 C¡c tê chùc người dùng ti¸n hành th½ nghi»m . . . . . . . . . . . . . 47 4.3 K¸t qu£ mô phỏng t§n công cõa Socialbot với U1 . . . . . . . . . . 49 4.4 K¸t qu£ mô phỏng t§n công cõa Socialbot với U2 . . . . . . . . . . 50 4.5 K¸t qu£ mô phỏng t§n công cõa Socialbot với U3 . . . . . . . . . . . 50 4.6 K¸t qu£ mô phỏng t§n công cõa Socialbot với U4 . . . . . . . . . . . 51 4.7 Thi¸t lªp tham sè cho méi tê chùc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 4.8 K¸t qu£ t¼m vùng β-MTO đối với tê chùc U1 . . . . . . . . . . . . . 52 4.9 K¸t qu£ t¼m vùng β-MTO đối với tê chùc U2 . . . . . . . . . . . . . 52 4.10 K¸t qu£ t¼m vùng β-MTO đối với tê chùc U3 . . . . . . . . . . . . . 53 4.11 K¸t qu£ t¼m vùng β-MTO đối với tê chùc U4 . . . . . . . . . . . . . 53 ii
5. Mục lục 1 GIÎI THIỆU VỀ MẠNG XÃ HËI 5 1.1 Giới thi»u chung v· m¤ng x¢ hëi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.1.1 Lịch sû ph¡t triºn cõa m¤ng x¢ hëi . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.1.2 Nhúng đặc điểm chung cõa m¤ng x¢ hëi . . . . . . . . . . . . 8 1.2 Lñi ½ch cõa m¤ng x¢ hëi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2.1 Ứng dụng trong kinh doanh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2.2 T¼m ki¸m c¡c mèi quan h» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.2.3 Ứng dụng trong gi¡o dục . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.4 Ứng dụng trong y t¸ và sùc khỏe . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.2.5 T¡c động ch½nh trị và x¢ hëi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.2.6 C¡c ùng dụng cho ch½nh phõ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.3 Mët sè v§n đề được nghi¶n cùu tr¶n m¤ng x¢ hëi . . . . . . . . . . . 14 1.3.1 Khai ph¡ dú li»u tr¶n m¤ng x¢ hëi . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.3.2 Ph¡t hi»n c§u trúc cëng đồng tr¶n m¤ng x¢ hëi . . . . . . . 16 1.3.3 Tèi đa hóa lan truy·n thông tin tr¶n m¤ng x¢ hëi . . . . . . 18 1.3.4 Ph¡t hi»n, gi¡m s¡t và ng«n ngøa thông tin sai l»nh tr¶n m¤ng x¢ hëi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.3.5 Ph¡t hi»n, ng«n chặn rá r¿ thông tin tr¶n m¤ng x¢ hëi . . . 21 2 CÁC NGUY CƠ MẤT AN TOÀN TRÊN MẠNG XÃ HËI 22 2.1 C¡c nguy cơ m§t an toàn truy·n thèng . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.1.1 M¢ độc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.1.2 Phishing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.1.3 Gûi thư r¡c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.1.4 T§n công CSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.1.5 Løa đảo tr¶n Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.2 T§n công m¤o nhªn (Sybil attack) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.3 Rá r¿ thông tin tr¶n m¤ng x¢ hëi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.3.1 Nguy¶n nh¥n chõ quan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.3.2 Nguy¶n nh¥n kh¡ch quan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.4 T§n công x¥m nhªp, l§y c­p thông tin đối với c¡ nh¥n trong tê chùc 29 iii
6. 1 3 PHÁNG NGỪA SỰ XÂM NHẬP LẤY THÆNG TIN ĐÈI VÎI NGƯỜI DÙNG TRONG TÊ CHỨC 32 3.1 Ph¡t biºu bài to¡n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.2 Gi£i ph¡p pháng ngøa sự x¥m nhªp . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.3 Độ đo quan h» và li¶n k¸t an toàn giúa hai người dùng . . . . . . . 34 3.3.1 Chu©n hóa trọng sè trong đồ thị . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.3.2 Độ đo quan h» giúa hai người dùng . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3.3 Thuªt to¡n t½nh Φ(:) ....................... 38 3.3.4 Li¶n k¸t an toàn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.4 Cëng đồng an toàn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.5 Bài to¡n cực đại tin tưởng trong Cëng đồng an toàn . . . . . . . . . 41 3.5.1 X¥y dựng bài to¡n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.5.2 Độ khó cõa bài to¡n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.5.3 Thuªt to¡n tham lam GA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4 THỰC NGHIỆM 46 4.1 Mục đích thực nghi»m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.2 Dú li»u ti¸n hành thực nghi»m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.3 Mô phỏng t§n công cõa Socialbots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.4 Hi»u qu£ pháng ngøa x¥m nhªp cõa vùng an toàn β-MTO . . . . . 50 4.4.1 Ti·n xû lý dú li»u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.4.2 K¸t qu£ x¥y dựng Cëng đồng an toàn . . . . . . . . . . . . . 51 4.4.3 Hi»u qu£ cõa β-MTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 4.5 K¸t luªn và nhªn x²t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
7. 2 MÐ ĐẦU Cùng với sự ph¡t triºn cõa Internet, c¡c m¤ng x¢ hëi đã ph¡t triºn m¤nh m³ và trở thành mët xu hướng mới thu hút nhi·u người sû dụng tr¶n internet. Hi»n nay, có hàng tỷ người sû dụng m¤ng x¢ hëi tr¶n toàn thº giới. Nhờ có m¤ng x¢ hëi, người dùng có thº trao đổi thông tin với nhau mët c¡ch nhanh chóng b§t kº kho£ng c¡ch địa lý và thời gian. Không nhúng th¸, m¤ng x¢ hëi cán cung c§p cho người dùng r§t nhi·u ti»n ½ch và ùng dụng húu ½ch, làm cho cuëc sèng cõa con người ngày càng trở n¶n thuªn ti»n. M¤ng x¢ hëi không nhúng k¸ thøa nhúng đặc t½nh cõa m¤ng lưới x¢ hëi thực như: tương t¡c giúa người dùng, lan truy·n thông tin, t¤o £nh hưởng trong m¤ng lưới vv.. mà cán mang nhi·u đặc t½nh mới như: thông tin trong th¸ giới thực được cªp nhªt tr¶n m¤ng mët c¡ch nhanh chóng, sự lan truy·n thông tin giúa người dùng x£y ra trong thời gian ng­n, sự bùng nê thông tin với c¡c nguồn tin tùc kh¡c nhau vv.. Có thº nói, hi»n nay m¤ng x¢ hëi là nguồn cung tri thùc dồi dào và thuªn ti»n cho con người. Ngoài nhúng lñi ½ch m¤ng x¢ hëi mamg l¤i, người dùng tr¶n m¤ng x¢ hëi cán ph£i đối mặt với nhi·u nguy cơ m§t an toàn. Mët trong nhúng nguy cơ đó là người dùng bị t§n công, x¥m nhªp l§y c­p thông tin mët c¡ch chõ đích. Ho¤t động x¥m nhªp đơn gi£n là gûi y¶u c¦u k¸t b¤n mët c¡ch chõ động với ý đồ x§u. Ho¤t động x¥m nhªp thành công khi người dùng đồng ý y¶u c¦u k¸t b¤n cõa k´ t§n công. Khi đó, người dùng vô t¼nh để lë c¡c thông tin có gi¡ trị để k´ t§n công sû dụng với mục đích x§u. Trong c¡c nghi¶n cùu li¶n quan, Elyashar [5], Michael Fire [7], Boshmaf [6] đã thi¸t k¸ c¡c Socialbot b­t chước hành động cõa người dùng thªt sau đó ti¸n hành ho¤t động x¥m nhªp đến người dùng tr¶n m¤ng x¢ hëi với di»n rëng. Đặc bi»t, Elyashar [4] đ¢ k¸t hñp c¡c nghi¶n cùu tr¶n để thi¸t k¸ mët m¤ng lưới Socialbot x¥m nhªp đến người dùng trong mët tê chùc cụ thº. Nghi¶n cùu này ch¿ ra r¬ng, vi»c x¥m nhªp tới người dùng kh¡ d¹ dàng với tỷ l» x¥m nhªp thành công cao tø 50 đến 70 %. Điều này cho th§y người dùng có xu hướng chưa c©n trọng trong vi»c chọn b¤n b± cõa m¼nh tr¶n m¤ng x¢ hëi. Thúc đẩy bởi thực t¸ và nghi¶n cùu tr¶n, t¡c gi£ nhªn th§y vi»c đưa mët gi£i ph¡p để pháng ngøa sự x¥m nhªp tới người dùng tr¶n m¤ng x¢ hëi mang t½nh
8. 3 c§p thi¸t bởi sự chõ quan và nhªn thùc cõa người dùng v· sự nguy hiºm cõa ho¤t động t§n công. Họ chưa nhªn ra c¡c ho¤t động cũng như sự hªu qu£ cõa sự t§n công. K´ t§n công có thº sû dụng nhúng thông tin này cho mục đích x§u như: t§n công ph¡t t¡n virus, gûi tin nh­n r¡c, gi£ m¤o người dùng để løa đảo vv.. Đặc bi»t, khi người bị t§n công là người dùng trong mët tê chùc cụ thº, nhúng thông tin cõa họ không ch¿ là thông tin c¡ nh¥n mà cán là nhúng thông tin li¶n quan đến tê chùc mà họ tham gia. K´ t§n công thº sû dụng nhúng thông tin này cho vi»c thu thªp thông tin, t¡i t¤o lai cơ c§u tê chùc cõa họ phục vụ cho mục đích x§u. V¼ vªy, trong luªn v«n này, t¡c gi£ nghi¶n cùu "Mët gi£i ph¡p pháng ngøa x¥m nhªp tr¶n m¤ng x¢ hëi trực tuy¸n". Đóng góp ch½nh cõa luªn v«n là vi»c t¼m hiºu, ph¥n t½ch ho¤t động x¥m nhªp l§y thông tin cõa người dùng m¤ng x¢ hëi di»n rëng và đưa ra mët gi£i ph¡p pháng ngøa sự x¥m nhªp này. Ngoài ph¦n k¸t luªn, bè cục ch½nh cõa luªn v«n gồm bèn chương như sau: Chương 1: Giới thi»u v· m¤ng x¢ hëi Chương này giới thi»u têng quan v· m¤ng x¢ hëi gồm: Định nghĩa, sự h¼nh thành và ph¡t triºn cõa m¤ng x¢ hëi, đặc t½nh cõa m¤ng x¢ hëi. T¡c gi£ cũng tr¼nh bày nhúng lñi ½ch và hªu qu£ mà m¤ng x¢ hëi mang l¤i. Đặc bi»t, trong ph¦n này t¡c gi£ cũng tr¼nh bày têng quan và ph¥n t½ch mët sè hướng nghi¶n cùu đối với m¤ng x¢ hëi. Chương 2: C¡c nguy cơ m§t an toàn tr¶n m¤ng x¢ hëi Chương này tr¼nh bày c¡c nguy cơ m§t an toàn tr¶n m¤ng x¢ hëi. T¡c gi£ đi s¥u ph¥n t½ch c¡c nguy cơ rá r¿ thông tin cõa người dùng, ho¤t động cõa k´ t§n công nh¬m l§y c­p thông tin cõa người dùng và đặc bi»t hành vi t§n công cõa Socialbots tr¶n m¤ng di»n rëng. Đây là nhúng dú ki»n quan trọng để để t¡c gi£ đề xu§t gi£i ph¡p pháng ngøa sự x¥m nhªp trong Chương 3. Chương 3: Gi£i ph¡p pháng ngøa x¥m nhªp l§y thông tin tr¶n m¤ng x¢ hëi đối với méi c¡c nh¥n trong tê chùc Chương này tr¼nh bày nhúng k¸t qu£ ch½nh cõa luªn v«n. Tø thực tr¤ng đã n¶u ở chương 2, t¡c gi£ đề xu§t bài to¡n ph¡t hi»n sự x¥m nhªp tới người dùng trong tê chùc tr¶n m¤ng x¢ hëi. Đưa ra mët gi£i ph¡p pháng ngøa sự x¥m nhªp dựa tr¶n sự ph¥n t½ch ho¤t động t§n công có chõ đích. Trong c¡c bước cõa gi£i ph¡p này, t¡c gi£ đưa ra mët sè k¸t qu£ ph¥n t½ch lý thuy¸t cho méi bước. Cuèi cùng, là đề xu§t gi£i thuªt hi»u qu£ đº x¥y dựng gi£i ph¡p pháng ngøa. Chương 4: Thực nghi»m
9. 4 Chương này tr¼nh bày k¸t qu£ thực nghi»m tr¶n dú li»u m¤ng x¢ hëi thực Facebook. Thực nghi»m chọn ra nhúng tê chùc có k½ch cỡ kh¡c nhau sau đó x¥y dựng gi£i ph¡p pháng ngøa ở chương 3 đối với nhúng tê chùc đã chọn. K¸t qu£ thực nghi»m cho th§y, gi£i ph¡p đề xu§t có thº pháng ngøa được sự t§n công x¥m nhªp tới người dùng trong tê chùc với kh£ n«ng thành công cao.
10. 5 Chương 1 GIÎI THIỆU VỀ MẠNG XÃ HËI 1.1 Giới thi»u chung v· m¤ng x¢ hëi M¤ng x¢ hëi, hay gọi là m¤ng x¢ hëi £o (ti¸ng Anh: Social network) là dịch vụ nèi k¸t c¡c thành vi¶n cùng sở th½ch tr¶n Internet l¤i với nhau với nhi·u mục đích kh¡c nhau không ph¥n bi»t không gian và thời gian. Nhúng người tham gia vào m¤ng x¢ hëi cán được gọi là cư d¥n m¤ng. Cùng với sự ph¡t triºn m¤nh m³ cõa Internet, c¡c m¤ng x¢ hëi đã ph¡t triºn mët c¡ch nhanh chóng. Người dùng tr¶n m¤ng có thº giao ti¸p với nhau b§t ch§p kho£ng c¡ch địa lý, nhờ đó sự li¶n k¸t và tương t¡c giúa con người với nhau trở n¶n thường xuy¶n và nhanh chóng. C¡c học gi£ cho r¬ng thuªt ngú "x¢ hëi" gi£i th½ch cho c¡c t½nh n«ng gièng như mët x¢ hëi thực cõa m¤ng. Mët m¤ng x¢ hëi thông thường có nhúng t½nh n«ng như: chat, e-mail, phim £nh, voice chat, chia s´ file, blog và x¢ luªn. Có nhi·u c¡ch để c¡c thành vi¶n t¼m ki¸m b¤n b±, đối t¡c đó là: dựa theo c¡c nhóm (v½ dụ như t¶n trường hoặc t¶n thành phè), dựa tr¶n thông tin c¡ nh¥n (như địa ch¿ e-mail hoặc screen name), hoặc dựa tr¶n sở th½ch c¡ nh¥n (như thº thao, phim £nh, s¡ch b¡o, hoặc ca nh¤c), lĩnh vực quan t¥m: kinh doanh, mua b¡n. Nhờ vào c¡c t½nh n«ng này, m¤ng x¢ hëi có thº k¸t nèi mọi người, chia s´ sở th½ch và ho¤t động không ph¥n bi»t ch¸ độ ch½nh trị, kinh t¸ và kho£ng c¡ch. Qua e-mail và tin nh­n tùc thời, c¡c cëng đồng trực tuy¸n được t¤o ra khi mọi người có thº d¹ dàng trao đổi thông tin với nhau. Ngoài ra, m¤ng x¢ hëi cán x¥y dựng nhi·u môi trường n·n t£ng cho nhi·u ti»n ½ch, ùng dụng cho người dùng. Ch½nh v¼ vªy, ngoài vi»c sû dụng m¤ng x¢ hëi cho vi»c trao đổi thông tin th¼ người dùng cán có thº ti¸n hành nhi·u ho¤t động kh¡c tùy theo c¡c ti»n t½ch đối với trang m¤ng x¢ hëi cung c§p. Sè lưñng người dùng m¤ng x¢ hëi tr¶n toàn c¦u t«ng nhanh chóng trong nhúng n«m g¦n đây, theo thèng k¶ cõa c¡c nhà khoa học, méi ngày có hàng tỷ người tr¶n