A P4 Data Plane for the Quantum Internet
量子技术革命带来了量子互联网的希望。需要一个新的量子网络堆栈来解释量子纠缠的新特性。量子网络的第一批实现迫在眉睫，对量子网络协议的研究兴趣也开始增长。在非量子世界中，可编程数据平面打破了协议栈的僵化模式，并实现了一种新的软件定义的网络软件架构。同样，可编程量子数据平面可以为软件定义的量子网络架构铺平道路。在本文中，我们演示了如何使用P4 $_{16}$来探索量子网络的抽象和设备架构。
2020-10-21 cs.NI quant-ph
A Multi-Perspective Study of the Internet Shutdown in Iran
Carleton University（卡尔顿大学）
本文通过多维度方法分析伊朗2022和2026年互联网断网事件，揭示其通过集中边界转发平面null路由实现，BGP公告稳定，且伊朗从2019年部分BGP撤回转向2022年纯null路由。
2026-07-31 cs.NI
Blocking without Breaking: Identification and Mitigation of Non-Essential IoT Traffic
尽管物联网（IoT）设备很流行，但关于这些设备产生的互联网流量的目的和风险的信息很少，消费者控制这些风险的选择有限。一个关键的开放问题是，是否可以通过自动阻止物联网设备的一些互联网连接来减轻这些风险，而不会使设备无法操作。在本文中，我们通过开发一种严格的方法来解决这个问题，该方法依赖于自动化物联网设备实验来揭示哪些网络连接（及其暴露的信息）是必不可少的，哪些不是。我们进一步开发策略来自动将网络流量目的地分类为所需的（即，它们的业务对于设备正常工作是必不可少的），因此允许防火墙规则阻止发送到不需要的目的地的业务而不破坏设备的功能。我们发现，在我们测试的31台设备中，确实有16台至少有一个可阻止的非必需目的地，一台设备的最大可阻止目的地数量为11。我们进一步分析了网络流量的目的地，发现在我们的实验中观察到的所有第三方都是可阻塞的，而第一方和支持方既不是统一要求的，也不是不要求的。最后，我们展示了现有阻止列表对物联网流量的限制，提出了一套自动限制非必要物联网流量的指导方针，并开发了一个实现这些指导方针的原型系统。
2021-05-11 cs.NI
A Survey of HTTPS Traffic and Services Identification Approaches
HTTPS随着互联网用户在访问Web时从安全和隐私中受益的需求而迅速崛起，并成为互联网上的主要应用协议。这种向使用HTTPS的安全Web的迁移带来了与HTTPS流量管理相关的重要挑战，以保证安全性、QoS、可靠性等基本网络属性。但加密会破坏标准监控技术的有效性，并使ISP和网络管理员难以正确识别和管理HTTPS流量背后的服务。该调查详细介绍了用于监控HTTPS流量的技术，从最基本的协议识别（TLS，HTTPS）到精确服务的最佳识别。我们表明，协议识别是很好地掌握，而更精确的水平保持挑战，尽管最近的进展。我们还描述了实际的解决方案，使我们讨论安全和隐私之间的权衡和研究方向，以保证他们。
2020-08-19 cs.CR cs.NI
A Brief Overview of Software-Defined Networking
互联网是新的数字世界的驱动力，它创造了一场革命。随着物联网（IoT）的概念，几乎所有东西都连接到互联网。然而，对于传统的IP网络系统，管理和配置网络在计算上非常复杂和昂贵，其中数据平面和控制平面紧密耦合。为了简化网络管理任务，已经提出了软件定义网络（SDN）作为向外部化和逻辑集中式网络控制平面的有前景的范例转变。SDN将控制平面和数据平面相结合，并提供可编程性来配置网络。为了应对这一新技术的压倒性进步，本文通过描述SDN中的不同层及其功能，提供了SDN的整体概述。本文对SDN进行了简单而有效的概述，这将为读者了解这一新技术并为这一领域做出贡献铺平道路。
2023-02-01 cs.NI
Xaminer: An Internet Cross-Layer Resilience Analysis Tool
本文提出首个互联网跨层韧性分析工具Xaminer，通过跨层地图与故障事件模型生成风险画像，评估物理层与网络层故障的相互作用，支持韧性规划与决策。
2024-01-16 cs.NI
A Mobile Transient Internet Architecture
本文介绍了一种新的体系结构的瞬态移动网络注定要合并现有的和未来的网络架构，通信实现和协议操作，通过引入一个新的范例，数据传输和识别。我们研究的主要目标是在多个网络和多个通信环境中实现移动和固定设备之间的无缝端到端通信。该体系结构建立了一组基础设施组件和协议，为永久标识网络（PIN）奠定了基础。PIN操作的基础是一个由独立于位置的唯一标识符组成的标识空间，类似于Handle系统中实现的标识符。永久标识符用于识别和定位数字实体，这些实体可以包括设备、服务、用户甚至流量。该架构建立了主连接独立的逻辑结构，其可以在常规网络或更高级的对等聚合网络上操作。通信基于路由池和新协议，用于在网络的多个抽象级别上路由数据，而不管端点的当前关联和状态如何。
2006-10-17 cs.IT cs.NI math.IT
ADN: An Information-Centric Networking Architecture for the Internet of Things
按名称转发数据被认为是对当前互联网架构进行以信息为中心的重新设计的一个必要方面，这使得内容访问、传播和存储更加有效。命名数据网络（NDN）和内容中心网络（CCNx）架构是这种方法的主要示例。然而，按名称转发数据会导致存储和通信复杂性，其数量级大于基于使用地址转发数据的解决方案。此外，NDN和CCNx中使用的特定算法已被证明具有许多限制。可寻址数据网络（ADN）架构是作为NDN和CCNx的替代方案引入的。ADN对于物联网（IoT）的大规模部署特别有吸引力，因为它在中继节点中需要的存储和处理远远少于NDN。ADN允许用名称来表示事物和数据，就像NDN和CCNx一样。然而，ADN并没有用命名数据转发来取代互联网的腰部，而是使用了基于地址的转发平面，并引入了一个信息平面，可以无缝地将名称映射到地址，而无需最终用户应用程序的参与。仿真结果表明，与NDN相比，ADN可以实现数量级的复杂性节省。
2017-04-20 cs.NI
Oscilloscope: Detecting BGP Hijacks in the Data Plane
互联网路由协议（BGP）缺乏安全性，使得攻击者能够转移互联网流量，从而造成服务中断，货币欺诈，甚至公民监视数十年。最先进的防御依赖于地理分布的BGP监视器来检测流氓BGP公告。然而，正如我们所展示的，攻击者可以通过设计他们的公告来轻松逃避检测。本文提出了一种基于实时流量分析的BGP劫持检测方法-示波器。由于劫持不可避免地改变了改道交通的特征，因此关键的想法是实时的跟踪这些变化并标记它们。主要的挑战是，“正常”的互联网事件（例如，网络重新配置、链路故障、负载均衡）也改变了底层的流量特征--它们比劫持更频繁。因此，简单的流量分析会导致太多的误报。我们观察到，劫持通常针对互联网服务提供商宣布的前缀的一个子集，只转移他们的流量的一个子集。相比之下，正常事件导致前缀和流量之间的更均匀的变化。示波器使用此观察结果通过检查非劫持事件是否影响多个相关前缀来过滤掉非劫持事件。我们的实验评估表明，示波器快速，准确地检测劫持在现实的交通轨迹包含数百个事件。
2023-01-30 cs.NI
BigBen: Telemetry Processing for Internet-wide Event Monitoring
本文描述了BigBen，一种网络遥测处理系统，旨在实现准确和及时的互联网事件报告（例如，中断、攻击和配置更改）。BigBen与其他互联网事件检测系统的不同之处在于它使用网络时间协议（NTP）流量的被动测量。我们描述了BigBen的架构，它包括（i）分布式NTP流量收集组件，（ii）提取转换加载（ETL）组件，（iii）事件识别组件，以及（iv）可视化和报告组件。我们还描述了一个基于云的BigBen实现，用于处理大型NTP数据集并提供每日事件报告。我们在一个15.5TB的NTP数据库上演示了BigBen。我们表明，我们的实现是有效的，可以支持每小时的事件报告。我们发现，大本钟识别了广泛的互联网事件，其特点是他们的位置，范围和持续时间。我们比较了BigBen检测到的事件与基于大型主动探测器的检测系统检测到的事件。我们发现只有适度的重叠，并显示如何大本钟提供的事件，从积极的测量是不可用的细节。最后，我们报告的角度，大本钟提供的互联网事件，由第三方报告。在每一种情况下，BigBen都确认了事件，并提供了以前报告中没有的细节，突出了被动的、基于NTP的方法的效用。
2020-11-22 cs.NI
Scalable Intelligence-Enabled Networking with Traffic Engineering in 5G Scenarios for Future Audio-Visual-Tactile Internet
为了提高未来的网络性能，本文提出了可扩展的智能网络（SIEN），消除了5G场景中视听触觉互联网的流量冗余，如增强的移动宽带，超可靠和低延迟通信，以及大量的机器类型通信。SIEN由智能管理平面（ImP）、智能使能平面（IeP）、控制平面和用户平面组成。对于ImP，决策执行的容器是由一种新的图算法来组织对象，如网络元素和资源分区。对于IeP，设计了一种新的学习系统，在存在不平衡、冲突和部分数据的情况下，使用一致性函数进行泛化和个性化决策。对于控制平面，借鉴信息中心组网和软件定义网络，设计了标识-位置映射方案。对于用户平面，注册、请求和数据被转发以实现SIEN并测试其性能。评估结果表明，SIEN优于四个国家的最先进的技术，冗余流量减少高达46.04%的基础上的混合假设，模拟和概念验证的实施视听触觉互联网多媒体服务。为了验证该方法的有效性，分别对流量卸载的最佳情况和最差情况进行了数据率、延迟和密度测试。评估仅关注可扩展性问题，而SIEN将有利于改善更多问题，如域间安全性，超低延迟，按需移动性，多宿主路由和跨层特征不一致性。
2019-10-16 cs.MM cs.NI
Device identification using optimized digital footprints
Universiti Brunei Darussalam（文莱达鲁萨兰大学）
物联网（IoT）和非物联网设备数量的快速增长给网络管理员带来了新的安全挑战。在日益复杂的网络结构中，准确的设备识别是必要的。在本文中，设备指纹（DFP）方法已被提出用于设备识别，基于数字足迹，设备用于通过网络进行通信。基于Weka中的属性评估器，从单个传输控制协议/互联网协议分组的网络和传输层中选择了九个特征的子集，以生成特定于设备的签名。该方法已在两个在线数据集和一个实验数据集上进行了评估，使用不同的监督机器学习（ML）算法。结果表明，该方法能够使用随机森林（RF）分类器以高达100%的精度区分设备类型，并以高达95.7%的精度对单个设备进行分类。这些结果证明了所提出的DFP方法用于设备识别的适用性，以提供更安全和鲁棒的网络。
2022-12-04 cs.CR cs.LG cs.NI
Latency-Sensitive Web Service Workflows: A Case for a Software-Defined Internet
总体而言，互联网仍处于服务提供商和自治系统的控制之下。物联网（IoT）和边缘计算为用户提供了越来越多的需求和潜力，以便对其Web服务工作流进行更多的控制。网络软件化在各个阶段彻底改变了网络格局，从构建，增量部署到维护环境。软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）是网络软件化的两个核心原则。SDN通过抽象出数据平面中的网络设备的控制来提供逻辑上集中的控制平面。NFV虚拟化专用硬件中间盒，并将其部署在服务器和数据中心之上作为网络功能。因此，网络软件化通过增强其控制和提高网络服务的可重用性来实现系统的有效管理。在这项工作中，我们提出了我们的愿景软件定义的互联网（SDI）的延迟敏感的Web服务工作流。SDI将网络软件化扩展到互联网规模，以实现在互联网上执行延迟感知的用户工作流。
2020-05-14 cs.DC cs.NI
Report of the Third Global Experimentation for Future Internet (GEFI 2018) Workshop
第三届未来互联网全球实验（GEFI 2018）研讨会于2018年10月25日至26日在日本东京举行，由东京大学主办。共有44名与会者出席，分别代表比利时、巴西、中国、丹麦、法国、爱尔兰、日本、大韩民国和美国。该研讨会采用了混合格式的演示文稿和开放式小组讨论，以促进先进的网络和计算机科学研究的研究基础设施的跨国协调和互操作。主要专题领域包括：无线电和网络的软件化和虚拟化;网络实验的测试平台支持; EdgeNet;弹性光网络的联合测试平台;以及实验的可重复性。讲习班的目标包括制定具体的新的研究合作和研究试验平台的协调和互操作战略。研讨会的成果包括各种新的和正在进行的合作努力，从一项协议，以追求支持弹性光学测试平台的光学“白盒”的发展，以确定在未来的研究基础设施中有效使用开源软件和硬件平台的战略。
2019-01-09 cs.NI
Hashing Pursuit for Online Identification of Heavy-Hitters in High-Speed Network Streams
分布式拒绝服务（DDoS）攻击最近变得更加突出，无论是发生频率还是规模。这种攻击使关键的互联网资源无法使用，并破坏其正常运作。因此，快速识别恶意互联网活动至关重要。DDoS威胁模型包括以下特征：（i）向“受害者”发送大量流量的重量级攻击者，（ii）向特定目的地发送流量（不一定是大流量）以用作攻击促进者的持续攻击者，（iii）主机和端口扫描，用于编译将用作攻击放大器的不安全服务器的列表，这些问题的聚集促使开发数据业务流的空间/时间有效的概要，其可用于识别与上述攻击向量相关联的重量级攻击者。本文提出了一个基于哈希的框架和快速算法，考虑到传入的网络流的大维度，可以用来快速识别罪犯。所提出的算法和数据结构提供了对快速存储器不费力的网络流的概要，并且由于简单的逐位操作而可以在硬件中有效地实现。这些方法使用来自大型学术网络的真实互联网数据进行评估。
2014-12-03 cs.CR cs.DS cs.NI
Performance Evaluation of the NDN Data Plane Using Statistical Model Checking
命名数据网络（NDN）是一种新兴的技术，用于解决互联网协议（IP）的弱点。由于互联网用户和应用程序对高速数据包转发的需求不断增长，研究小组已经研究了快速NDN数据平面转发器的不同设计和实现，并声称它们能够实现高吞吐率。然而，这些陈述的正确性没有得到任何验证技术或形式证明的支持。在本文中，我们建议使用正式的基于模型的方法来克服这个问题。我们认为，在NIST实现的转发器，利用并发性，以提高整体服务质量的NDN-DPDK原型实现。我们使用我们的方法来改善其设计，并正式表明，它可以实现高吞吐率。
2019-07-26 cs.FL cs.NI
Dynamic Load-Balancing Vertical Control for Large-Scale Software-Defined Internet of Things
随着全球物联网日益受到消费者和商业环境的欢迎，网络流量管理已成为优化物联网性能的重要课题。僵化的现有物联网（IoT）架构阻碍了当前的流量管理技术为大规模物联网提供真正的差异化服务。软件定义的物联网（SD-IoT）是一种新的计算范式，它将控制平面和数据平面分离，并实现集中式逻辑控制。在本文中，我们首先提出了一个SD-IoT的通用框架，它由两个主要组件组成：SD-IoT控制器和SD-IoT交换机。SD-IoT的控制器采用资源池技术，池负责整个网络的集中控制。SD-IoT的交换机集成了网关功能，负责数据访问和转发。SD-IoT控制器池设计为垂直控制架构，包括主控层和基础控制层。主控层的控制器（主控制器）向上与应用层交互，向下与基础控制层交互，基础控制层的控制器（基础控制器）与数据转发层交互。分别提出了基于选举机制的主控制器动态平衡算法和基于均衡延迟的基本控制器动态负载均衡算法。实验结果表明，基于选举机制的动态均衡算法能够保证主控制器之间消息的一致性，基于均衡延迟的动态负载均衡算法能够在基本控制器中实现这些不同负载之间的均衡。
2017-12-29 cs.NI
Secure Inter-domain Routing and Forwarding via Verifiable Forwarding Commitments
针对互联网域间路由控制平面易被劫持、数据平面转发难合规，且现有安全方案部署性差的问题，提出基于转发承诺原语的FC-BGP系统，可高效增量部署，兼具路由通告认证与转发验证能力，实验验证其开销显著低于BGPsec。
2023-11-09 cs.NI
Split Skies: Operational Experiences Extending a Multi-Cloud Network Telescope into the Asia-Pacific
University of Münster（明斯特大学）；University of Twente（特文特大学）
本研究将多云网络望远镜扩展到中国腾讯云，克服互联网碎片化与接入壁垒，捕获西方观测点无法看到的区域性扫描，并指出构建全球网络检视平面需社区协作。
2026-10-07 cs.NI
TCP Congestion Control Identification
传输控制协议（TCP）承载了当今互联网上的大部分流量。TCP有几种实现，它们之间最重要的区别是它们控制拥塞的机制。确定TCP类型的方法之一是主动探测。主动探测将TCP实现视为黑盒，将不同的数据流发送到相应的主机。根据从主机收到的响应，它计算出实现的TCP版本的类型。TCP行为推理工具（TBIT）是一个使用主动探测来检查Web服务器上运行的TCP的实现工具。它可以检测TCP的拥塞窗口初始值、拥塞控制算法、一致性拥塞控制、选择性确认响应、显式拥塞通知（ECN）响应和等待时间等。在本文中，我们专注于它的拥塞控制算法方面，解释TBIT使用的机制，并给出结果。
2014-11-13 cs.NI
The Internet Protocol -- Past, some current limitations and a glimpse of a possible future
网络层是网络科学领域的核心。所有的数据通信都是围绕网络层发展的，其主要任务之一是允许识别网络中潜在的许多接口之间的每个单个接口/机器。本研讨会讨论了一些通常在几门课程中向年轻的计算机科学工程专业学生提出的问题，但也提出了一些在网络课程中没有提到的主题。它主要侧重于在局域网中使用互联网协议地址，也考虑了属于广域网的问题，如数据聚合。本文件是对一次研讨会内容的总结，因此它既包含了教学内容，也包含了研究内容。研讨会从网络早期到IPv6的通信协议演变历史开始。它描述了一种新的方法来定义网络接口的地址使用可变长度子网掩码，因为通常这是一个不容易的任务，计算机科学工程本科生。本发明内容还描述了当今网络中数据通信的一些限制，在可能的情况下提出了一些解决方案，包括通过扩展先前公开的研究，通过使用IPv6地址进行无连接数据传输的新颖手段。研讨会的组织方式提供了一个历史的互联网协议的过去，它的一些众所周知的当前限制的看法，并进入一个可能的未来关于改进的无连接第3层数据传输协议的一瞥。
2021-04-03 cs.NI
When Things Matter: A Data-Centric View of the Internet of Things
随着射频识别（RFID）、低成本无线传感器设备和Web技术的最新进展，物联网（IoT）方法在将日常物品连接到互联网并促进与物理世界的机器对人类和机器对机器通信方面获得了动力。虽然物联网提供了连接和集成数字和物理实体的能力，从而实现了全新的应用和服务，但在完全实现这些应用和服务之前，还需要解决几个重大挑战。一个基本的挑战围绕着管理物联网数据，这些数据通常是在动态和易变的环境中产生的，不仅规模和数量非常大，而且还具有噪声和连续性。本文从以数据为中心的角度综述了物联网中的主要技术和最新研究成果，包括数据流处理、数据存储模型、复杂事件处理和物联网中的搜索。还讨论了物联网数据管理的开放研究问题。
2014-07-21 cs.DB cs.NI
Communication Traffic Characteristics Reveal an IoT Devices Identity
本文提出一种基于监督机器学习的设备指纹模型，仅利用TCP/IP数据包头的22个流量特征识别物联网设备，在UNSW数据集上分类准确率超过98%，为网络运营商增强网络安全提供了有效手段。
2024-02-25 cs.AI cs.NI
The Internet Pendulum: On the periodicity of Internet Topology Measurements
大规模拓扑测量的公共数据库（例如RIPE Atlas）在研究和实践社区中都非常受欢迎。它们至少用于实时的了解互联网的状态，用于中断检测，以及获得互联网随时间演变的广泛基线视图。然而，尽管进行了大量的调查，这些措施的动态方面尚未得到充分的了解。作为一个例子，看看这些措施的时间序列，以固定的时间间隔重复的模式。更具体地说，观察涉及某些源-目标对的跟踪路由的时间序列，它碰巧观察到路径遵循重复多次的交替。它们有周期性的特征吗？它们的主要特点是什么？在本文中，我们研究的问题，检测和表征周期性的互联网拓扑结构的措施。为此，我们设计了一种基于自相关和字符串匹配的算法。首先，我们验证我们的算法在体外的有效性，随机生成的措施，包含人工周期。其次，我们利用该算法来验证如何频繁traceroute序列从流行的数据库中提取的拓扑措施表现出周期性的行为。我们发现，一个令人惊讶的高百分比的措施，目前一个或多个周期。这种情况发生在以不同频率执行的跟踪路由和不同类型的跟踪路由中。第三，我们将我们的算法应用到BGP更新的数据库中，在这种情况下，周期性甚至比跟踪路由更出乎意料。在这种情况下，我们的算法也能够发现周期性。我们认为，其中一些是与BGP控制平面的振荡。
2017-09-18 cs.NI
Keep Your Friends Close, but Your Routeservers Closer: Insights into RPKI Validation in the Internet
IP前缀劫持允许对手重定向和拦截流量，对互联网的稳定性和安全性构成威胁。为了防止前缀劫持，网络应该部署RPKI并过滤具有无效路由的伪造BGP公告。在这项工作中，我们评估RPKI部署对互联网的安全性和弹性的影响。我们的目标是了解哪些网络过滤无效路由，以及过滤在阻止前缀劫持方面的有效性。我们扩展了以前的数据采集和分析方法，以获得更准确的识别网络过滤与RPKI的无效路由。我们发现，超过27%的网络实施RPKI过滤，并首次表明部署遵循域间路由的业务激励：提供商有更大的动力进行过滤，以避免丢失客户的流量。分析RPKI的有效性，我们发现，目前的趋势，部署RPKI的路由服务器上的互联网交换点（IXP）只提供了一个本地的保护，以防止劫持，但对防止其蔓延到全球的影响微乎其微。相比之下，我们表明，在一级提供商的RPKI过滤大大有利于互联网的安全，因为它限制了劫持的传播到本地化的范围。根据我们的观察，我们提供了RPKI部署的未来路线图的建议。我们将我们的数据集提供给公众使用[https：//sit4.me/rpki]。
2023-03-21 cs.CR cs.NI
Towards Automatic Identification and Blocking of Non-Critical IoT Traffic Destinations
近年来，消费者物联网（IoT）领域的受欢迎程度显著上升。从智能扬声器到婴儿监视器，再到智能水壶和电视，这些设备越来越多地出现在世界各地的家庭中，而用户可能没有意识到拥有这些设备所带来的风险。以前的研究表明，这些设备可以通过将在线信息暴露给大量服务提供商和第三方分析服务来威胁个人的隐私和安全。我们的分析表明，这些互联网连接（以及它们所暴露的信息）中的许多对于这些设备的操作来说既不重要，也不重要。然而，自动将物联网设备的关键网络流量与非关键网络流量分开并不简单，需要在受控设置中基于手动实验进行专家分析。在本文中，我们调查是否有可能自动分类网络流量的目的地，无论是关键的（重要的设备正常工作）或不，从而允许家庭网关作为一个选择性的防火墙来阻止不需要的，非关键的目的地。我们的初步结果表明，一些物联网设备会与对其操作不重要的目的地联系，如果这些目的地被阻止，对设备功能没有影响。我们迈出了设计和评估IoTrimmer的第一步，IoTrimmer是一个自动测试和分析设备所接触的各种目的地的框架，并有选择地阻止那些不影响设备功能的目的地。
2020-03-16 cs.CR cs.NI
Backscatter from the Data Plane --- Threats to Stability and Security in Information-Centric Networking
以信息为中心的网络建议吸引了很多注意力，在正在进行的搜索未来的通信模式的互联网。用面向数据的发布/订阅服务取代主机到主机的连接，从概念上简化了内容分发和身份验证，同时消除了当今互联网中常见的终端主机上不必要流量的威胁。然而，当前的内容路由方法严重依赖于数据驱动的协议事件，从而在底层路由基础设施中引入了控制与数据平面的强耦合。本文从理论和实际实验两个方面分析了内容分发系统的稳定性和安全性所面临的威胁。我们推导出状态资源和路由器的性能之间的关系，并演示了如何在实践中滥用这种耦合。我们讨论了当前发展状态下出现的新攻击向量，以及缓解这些攻击向量的可能性和限制。
2012-09-02 cs.CR cs.NI
Detecting Network-based Internet Censorship via Latent Feature Representation Learning
CUNY Brooklyn College（纽约城市大学布鲁克林学院）；CUNY Graduate Center（纽约城市大学研究生中心）
互联网审查是一种具有社会重要性的现象，吸引了多学科的调查。一些研究小组，如Censored Planet，已经部署了大规模的互联网测量平台来收集网络可达性数据。然而，现有的研究通常依赖于手动设计的规则（即，使用审查指纹）来从数据中检测基于网络的互联网审查。虽然这种基于规则的方法产生了很高的真阳性检测率，但它面临着几个挑战：它需要人类的专业知识，很费力，并且无法检测到规则未捕获的任何审查。为了克服这些挑战，我们设计并评估了一个基于潜在特征表示学习的分类模型和一个基于图像的分类模型来检测基于网络的互联网审查。为了从网络可达性数据中推断潜在特征表示，我们提出了一个序列到序列的自动编码器来捕获数据中数据元素的结构和顺序。为了从推断的潜在特征估计审查事件的概率，我们依赖于密集连接的多层神经网络模型。我们的基于图像的分类模型将网络可达性数据记录编码为灰度图像，并使用密集的卷积神经网络将图像分类为审查或未审查。我们比较和评估这两种方法使用数据集从审查星球通过一个坚持的评价。这两种分类模型都能够检测基于网络的互联网审查，因为我们能够识别已知指纹未检测到的审查实例。潜在特征表示可能在数据中编码更多的细微差别，因为潜在特征学习方法发现了更多数量和更多样化的新审查实例。
2023-02-24 cs.CR cs.LG cs.NI
On Identifying Anomalies in Tor Usage with Applications in Detecting Internet Censorship
University of Oxford（牛津大学）
我们开发了一种方法来检测Tor匿名通信网络的日常使用指标中正在进行的每个国家的异常，并证明了这种技术的适用性，以确定可能的互联网审查和相关事件的时期。所提出的方法确定连续的异常期间，而不是每天的峰值或下降，并允许异常根据预期行为的偏差进行排名。所开发的方法作为一个运行的工具，每天发布的邮件列表的输出。该列表突出了每个国家的异常Tor使用情况，并根据检测到的异常行为水平对国家进行每日排名。该列表自2016年8月以来一直处于活跃状态，并被许多个人、学者和非政府组织用作潜在审查事件的预警系统。我们专注于Tor，然而，所提出的方法更普遍地适用于其他服务的使用数据，无论是单独的还是组合的。我们证明，结合多个数据源可以更具体地识别可能的Tor阻塞事件。我们展示了我们的方法相比，现有的异常检测工具，并对已知的历史互联网审查事件和合成数据集。最后，我们详细介绍了我们的工具识别的一些重要的近期异常事件和行为。
2018-04-12 cs.CY cs.LG cs.NI
Applying Formal Methods to Networking: Theory, Techniques and Applications
尽管现代网络基础设施非常重要，但其工程设计缺乏严谨性。互联网最初是一个研究实验，从来没有被设计来处理它今天托管的用户和应用程序。缺乏形式化的互联网架构意味着有限的抽象和模块化，特别是对于控制和管理平面，因此每一个新的需求都需要从头开始构建一个新的协议。这导致了一个笨拙僵化的互联网架构，抵制任何形式化验证的尝试，以及一种权宜和实用主义优于形式正确性的互联网文化。幸运的是，最近在互联网设计领域的工作-特别是软件定义网络（SDN）范例-为互联网社区提供了另一个开发正确的体系结构和抽象的机会。这也导致了一个伟大的复苏的兴趣，应用形式化的方法规范，验证和综合的网络协议和应用程序。在本文中，我们提出了一个自包含的教程，已经完成了大量的工作，在正式的方法，并提出了一个调查其应用网络。
2013-11-18 cs.NI cs.SE
TRACE: Traceroute-based Internet Route change Analysis with Ensemble Learning
Institute of Exact and Technological Sciences -- Federal University of Viçosa (UFV)（精密与技术科学研究所——维索萨联邦大学）
本文提出 TRACE 方法，通过集成学习分析 traceroute 延迟数据，有效检测路由变更，优于传统方法。
2026-03-21 cs.AI cs.LG cs.NI
