De-anonymisation attacks on Tor: A Survey
随着越来越多的用户试图保护他们的在线隐私，匿名网络在当今的在线世界中变得越来越流行。Tor是目前最流行的匿名网络，为用户和服务（隐藏服务）提供匿名性。然而，Tor提供的匿名性也被以各种方式滥用。托管非法网站以销售毒品、托管僵尸网络的命令和控制服务器以及分发经审查的内容只是其中的几个例子。因此，包括政府和执法机构在内的各方都对帮助Tor网络去匿名化、破坏其运营并绕过其审查规避机制的攻击感兴趣。在这篇调查论文中，我们回顾了已知的Tor攻击，并确定了Tor用户和隐藏服务的去匿名化技术。我们讨论这些技术，并分析其执行方法的实用性。最后，我们讨论了Tor框架的改进，这些改进有助于防止调查的去匿名化攻击。
2022-01-26 cs.CR
Tempest: Temporal Dynamics in Anonymity Systems
许多最近的匿名通信的建议忽略了他们的安全分析的时间对重要的系统组件的影响的考虑。在实践中，匿名系统的许多组成部分，如客户端位置和网络结构，随着时间的推移而显示出变化和模式。在本文中，我们专注于这种时间动态的匿名网络的安全性的影响。我们提出了Tempest，这是一套基于（1）客户端移动性，（2）使用模式和（3）底层网络路由变化的新型攻击。通过对真实世界数据集的实验分析，我们证明了这些时间攻击会降低各种匿名网络中的用户隐私，包括部署的系统，如Tor; Tor的路径选择协议，如DeNASA，TAPS和Counter-RAPTOR;以及用于互联网路由的网络层匿名协议，如Dovetail和HORNET。在某些情况下，退化程度惊人地严重。例如，单个主机故障或网络路由更改可以快速且高度确定地将客户端的ISP识别为恶意主机或ISP。每次攻击背后的对手都相对较弱-通常是被动的，控制着一个网络位置或少数主机。我们的研究结果表明，匿名系统的设计者在分析匿名性时应该严格考虑时间动态的影响。
2018-03-29 cs.CR
ActiveFlowMark: Assessing Tor Anonymity under Active Bandwidth Watermarking
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；National Computer Network Emergency Response Technical Team/Coordination Center of China（国家计算机网络应急技术处理协调中心）
本文提出NATA算法，通过可控带宽扰动注入可区分的吞吐模式，无需端点控制或修改Tor浏览器，实现对Tor流量的主动流量相关分析，验证主动带宽扰动作为基础设施级侧信道的有效性。
2026-05-07 cs.CR
Tomen: Application of Bitcoin Transaction Based on Tor
比特币出现于2008年，经过几十年的发展，它已经成为迄今为止最大的交易货币。区块链的核心是确保用户交易的匿名性。随着越来越多的区块链交易分析算法的出现，区块链的匿名性受到越来越大的威胁。我们结合Tor的加密原理方法，提出了一种针对比特币交易过程中通信过程的加密应用Tomen。目标是实现比特币交易通信匿名化的应用。
2021-05-12 cs.CR
The Effect of DNS on Tor's Anonymity
以前在Tor网络中链接流量发送者和接收者的攻击（“相关攻击”）通常依赖于分析来自TCP连接的流量。然而，典型客户端应用程序的TCP连接通常伴随着DNS请求和响应。这种额外的流量为相关攻击提供了更多的机会。本文量化了DNS流量如何使Tor用户更容易受到相关攻击。我们研究如何将DNS流量可以使现有的相关攻击更强大，以及如何DNS查找可以泄露信息给第三方匿名通信。我们（i）开发一种方法来识别Tor出口中继的DNS解析器;（ii）开发一组新的相关攻击（DefecTor攻击），其中包含DNS流量以提高精度;（iii）分析这些新攻击对Tor用户的互联网规模影响;（iv）开发改进的方法来评估相关攻击。首先，我们发现存在可以发动DefecTor攻击的对手：例如，Google的DNS解析器观察到几乎40%的DNS请求退出Tor网络。我们还发现，DNS请求通常会遍历相应TCP连接不经过的AS，从而使其他AS能够获得有关Tor用户流量的信息。然后，我们表明，可以发动DefecTor攻击的对手通常可以精确地确定Tor用户正在访问的网站，特别是对于不太受欢迎的网站，其中与该网站相关联的DNS名称集可能是该网站唯一的。我们还使用Tor路径模拟器（TorPS）结合来自与Tor出口中继位于同一位置的有利位置的traceroute数据来估计可能在实践中发动DefecTor攻击的AS级对手的力量。
2016-10-11 cs.CR
Anonymizing Masses: Practical Light-weight Anonymity at the Network Level
在一个无处不在的在线监控时代，互联网用户需要更好的匿名解决方案来进行在线通信，而不会牺牲性能。现有的覆盖匿名工具，如Tor网络，受到性能限制，最近提出的将匿名嵌入互联网协议面临根本的部署挑战。在本文中，我们介绍了实用的匿名性在网络级（PANEL），一个实用的轻量级匿名解决方案的基础上硬件交换。我们使用P4网络程序设计语言在一个高性能的硬件交换机（Barefoot Tofino）上实现了PANEL原型，并对原型的有效性和性能进行了检验。根据我们的经验结果，PANEL实现了交换机实际吞吐量的96%，并增加了低延迟开销（例如，3%的Skype通话开销），同时提供部分可部署性和透明度（即，PANEL既不需要客户端也不需要服务器端修改）。
2019-11-21 cs.CR
Compromising Tor Anonymity Exploiting P2P Information Leakage
在P2P网络中，用户的隐私远远超出了他们目前的使用，并且是采用P2P协议进行合法使用的基本要求。在这些用户和反盗版组织之间的冷战气氛中，越来越多的用户转向匿名网络，试图隐藏自己的身份。然而，当P2P协议没有设计成保护用户信息时，它会泄漏可能危及其用户身份的信息。在本文中，我们首先介绍了三种针对Tor上的BitTorrent用户的攻击，这些攻击揭示了他们的真实IP地址。在第二步中，我们分析BitTorrent用户对Tor的使用情况，并将其与Tor之外的使用情况进行比较。最后，我们描述了这种去匿名化所引起的风险，并表明用户的隐私侵犯超出了BitTorrent流量，并污染了其他协议，如HTTP。
2010-04-09 cs.CR cs.NI
Deanonymizing Tor hidden service users through Bitcoin transactions analysis
随着互联网上威胁的迅速增加，人们不断寻求隐私和匿名。比特币和Tor等服务被引入，为在线交易和Web浏览提供匿名性。由于其匿名模型，比特币缺乏追溯性的操作安全性，这意味着历史信息可以用来识别某个用户。我们研究了通过利用从在线社交网络、区块链和洋葱网站泄露的公共信息，对依赖比特币作为支付方式的Tor隐藏服务用户进行去匿名化的可行性。例如，这允许攻击者通过在区块链中找到至少一个涉及其公开声明的比特币地址的过去交易，将具有@alice Twitter地址的用户链接到具有private.onion地址的Tor隐藏服务。为了证明这种去匿名化攻击的可行性，我们进行了一个模拟被动的、有限的对手的真实实验。我们抓取了1.5K个隐藏服务，并收集了88个唯一的比特币地址。然后，我们抓取了5 B推文和1 M BitcoinTalk论坛页面，并分别收集了4.2K和41 K唯一的比特币地址。每个用户地址都与在线身份及其公共配置文件信息相关联。通过分析区块链中的交易，我们能够将125个独立用户与20个Tor隐藏服务联系起来，包括敏感服务，如海盗湾和丝绸之路。我们还详细分析了两个案例研究，以证明由此产生的信息泄漏对用户匿名性的影响。特别是，我们确认比特币地址应始终被视为可利用的，因为它们可以用于追溯用户的匿名化。这对于那些积极寻求并期望隐私和匿名的Tor隐藏服务用户来说尤其重要。
2019-07-10 cs.CR
Seldom: An Anonymity Network with Selective Deanonymization
Fraunhofer FKIE（弗劳恩霍夫 FKIE）；University of Luxembourg（卢森堡大学）；Fraunhofer FIT（弗劳恩霍夫 FIT）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
Seldom通过集成选择性去匿名化功能，为匿名网络中的犯罪活动提供了一种可控的隐私保护方案。
2026-01-29 cs.CR cs.NI
Anonymity Network Tor and Performance Analysis of ARANEA; an IOT Based Privacy-Preserving Router
曾经有一段时间，“安全”这个词只限于对有价值的东西的物理保护，这些东西必须被防范于未然。今天，在一个世界里，人们可以做的事情几乎已经出现了必要性，以保护虚拟世界。我们生活的每一个方面都在以这样或那样的方式被互联网控制。在网络空间中没有隐私，因为我们在互联网上浏览的数据正在被某人监视。我们在互联网上所做的每一项工作都被跟踪，或者数据在未经同意的情况下被泄露。为了安全地浏览互联网，我们开发了一个名为Aranea的路由器，它与浏览器Tor有关。Tor提供流量匿名性和安全性。Tor浏览器可以用于积极和消极的目的。Tor加密数据，隐藏用户的位置和身份，隐藏设备的IP地址，隐藏网络流量等等。通过使用Tor浏览器，每个用户都可以在网络世界中安全地浏览互联网。我们的目标是通过路由器Aranea为每个用户创建一个额外的安全桥梁，以便每个用户可以简单地匿名浏览互联网。
2019-06-04 cs.CR cs.NI
Neural-FacTOR: Neural Representation Learning for Website Fingerprinting Attack over TOR Anonymity
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）
TOR（The Onion Router）网络是一种被广泛使用的开源匿名通信工具，TOR的滥用使得监控网络犯罪的扩散变得困难，如访问犯罪网站。大多数现有的TOR网络去匿名化方法严重依赖于手动提取的特征，导致耗时且性能差。针对上述不足，提出一种基于分类算法的神经表示学习方法来识别网站指纹。基于卷积神经网络（CNN），通过伸缩和因果卷积，构建了一种新的网站指纹攻击模型，该模型既能提高CNN的感知域，又能捕捉到输入数据的序列特征。在三个主流公开数据集上的实验表明，该模型对网站指纹分类具有鲁棒性和有效性，与现有方法相比，准确率提高了12.21%。
2022-09-26 cs.AI cs.CR
Behavioral Information Leakage in Darknet Traffic: A Multi-Channel Analysis Across Anonymity Networks
School of Computing, Mathematics and Engineering, Charles Sturt University（查尔斯斯特特大学计算、数学与工程学院）；AI and Cyber Futures Center, Charles Sturt University（查尔斯斯特特大学人工智能与网络未来中心）
本文提出行为信息泄露框架，分析Tor等四种匿名网络的暗网流量，发现不同网络行为泄露差异显著，明确主要泄露机制及服务变异性，为暗网流量分类提供新视角。
2026-08-06 cs.CR
Tor circuit fingerprinting defenses using adaptive padding
在线匿名和隐私一直基于通过创建不可区分的网络元素来混淆对手。Tor是最大和最广泛部署的匿名系统，旨在对抗现实的现代对手。最近，研究人员已经设法通过捕获和分析流量轨迹来识别Tor的电路，从而确定底层流量的类型。在这项工作中，我们研究了电路指纹识别问题，将其与网站指纹识别隔离开来，并重新审视了该模型中以前的研究结果，表明即使应用层流量相同，也可能进行准确的攻击。然后，我们使用基于WTF-PAD的Tor通用自适应填充框架，逐步创建针对电路指纹的防御。我们提出了一个简单的防御，延迟一小部分的流量，以及一个更先进的，可以有效地隐藏洋葱服务电路零延迟。我们彻底评估这两种防御，无论是分析和实验，发现新的微妙的指纹，但也显示了我们的防御的有效性。
2022-01-11 cs.CR
Anarchy in Tor: Performance Cost of Decentralization
像许多路由协议一样，Tor匿名网络具有分散的路径选择，在客户端本地独立选择路径。结果，网络资源可能被闲置，使系统处于次优状态。这被称为无政府状态的无政府代价，在这种情况下，从全球范围来看，为自己的利益行事的代理人可能会做出糟糕的决定。在本文中，我们探讨了Tor的无政府状态的成本，通过研究潜在的性能提高，可以通过集中优化电路和继电器选择使用全局知识。在离线和在线算法的实验中，我们表明，与传统Tor相比，集中协调的客户端可以实现高达75%的带宽。根据这些发现，我们设计并评估了我们在线算法的分散版本，其中中继在本地分发信息，使客户能够在本地做出更明智的决策，并以10-60%的速度执行下载。最后，我们对分散算法进行了隐私分析，以对抗被动和主动的对手，试图减少客户端的匿名性，并增加他们对Tor网络的看法。我们的结论是，这种分散式算法不会产生新的攻击，同时提供更高的性能。
2016-06-13 cs.CR
Tutela: An Open-Source Tool for Assessing User-Privacy on Ethereum and Tornado Cash
Stanford University（斯坦福大学）；Eötvös Loránd University（罗兰大学）；Convex Research；Universidad de Buenos Aires（布宜诺斯艾利斯大学）；Facultad de Ingenieria（工程学院）；LambdaClass
区块链用户之间的一个常见误解是，匿名性保证了隐私。现实情况几乎相反。人们进行的每一笔交易都记录在公共账簿上，并揭示了有关个人身份的信息。混合器，如龙卷风现金，是为了保护隐私而开发的，通过将交易与匿名池中的其他交易“混合”，使其更难将池中的存款和取款联系起来。不幸的是，如果用户不小心，仍然有可能泄露匿名池中的信息。我们介绍Tutela，这是一个基于专家身份验证的应用程序，用于报告以太坊地址的真实匿名性。特别是，Tutela有三个功能：首先，它根据交互历史将以太坊地址聚集在一起，这样对于以太坊地址，我们可以识别可能属于同一实体的其他地址;第二，它向以太坊用户显示他们潜在的受损交易;第三，Tutela通过排除潜在的受损交易来计算每个Tornado Cash混合器的匿名池的真实大小。可以在https://github.com/TutelaLabs/tutela-app上找到Tutela的公开实现。要使用Tutela，请访问https://www.tutela.xyz。
2022-01-18 cs.CR cs.LG
Modified Relay Selection and Circuit Selection for Faster Tor
Tor匿名系统的用户遭受不太理想的性能，部分原因是电路构建和选择过程没有针对速度进行调整。在本文中，我们研究的过程中选择预建的电路和选择用于建立新的电路，以提高性能，同时保持匿名的继电器的路径的过程。首先，我们展示了有三个预构建的电路可以让Tor客户端识别快速电路，并将第一个字节的中位时间（TTFB）比当前最先进的方法--感知路由提高了15%。其次，我们提出了一种新的路径选择算法，包括广泛的地理位置信息，带宽，以减少延迟。在Shadow模拟中，我们发现在访问网页大小的对象时，TTFB中值和总下载时间中值分别比感知路由快20%和11%。我们的安全评估表明，与Tor相比，这种方法可以更好地或同等地对抗一般中继级对手，但增加了针对性攻击的脆弱性。我们探索这种权衡，并找到我们的系统设置，提供良好的性能，适度更好的安全性对一般的对手，只有稍微多一点的脆弱性，有针对性的对手。
2018-08-30 cs.CR
Bitcoin over Tor isn't a good idea
比特币是一种去中心化的P2P数字货币，其中硬币由一组分布式矿工生成，交易通过点对点网络进行广播。虽然比特币通过鼓励用户拥有任意数量的随机比特币地址来提供一定程度的匿名性（或者说匿名性），但最近的研究表明，这种匿名性水平相当低。这鼓励用户通过Tor等匿名者连接到比特币网络，并激励为流行的移动SPV客户端开发默认的Tor功能。在本文中，我们展示了Tor和比特币的结合为确定性和隐形中间人攻击创建了一个攻击向量。低资源攻击者可以完全控制所有选择使用比特币而不是Tor的用户之间的信息流。特别是，攻击者可以将用户的交易链接在一起，而不管使用的是什么名称，控制哪些比特币区块和交易被中继给用户，并可以延迟或丢弃用户的交易和区块。在与强大的矿工勾结的情况下，双重支出攻击成为可能，并且可以为这些用户创建完全虚拟的比特币现实。此外，我们还展示了攻击者如何对用户进行指纹识别，然后在他们决定直接连接到比特币网络时识别他们并了解他们的IP地址。
2015-01-08 cs.CR
Shedding Light on the Dark Corners of the Internet: A Survey of Tor Research
在过去几年中，随着使用量的增加，城市服务的增长率很高。在各种服务中，Tor是最受欢迎的对等匿名服务之一。在这篇调查论文中，我们总结、分析、分类和量化了26年来对Tor网络的研究。我们的研究表明，“安全”和“匿名”是与Tor研究相关的最常见的关键词。定量分析表明，大多数关于Tor的研究都集中在“去匿名化”，即破坏策略的设计。第二个最常见的主题是分析路径选择算法，以选择更具弹性的路径。分析表明，大多数实验研究通过部署私人测试平台得出结果，而其他人则通过开发自定义模拟器进行模拟。没有一致的参数用于Tor性能分析。大多数作者进行了吞吐量和延迟分析。
2018-03-07 cs.CR cs.NI
Securing Tor Tunnels under the Selective-DoS Attack
匿名通信系统容易受到选择性拒绝服务（DoS）攻击。选择性拒绝服务攻击降低了匿名性，因为它们迫使路径多次重建以确保交付，这增加了更多攻击的机会。在本文中，我们提出了一种检测算法，过滤出受损的通信渠道，最广泛使用的匿名网络之一，Tor。我们的检测算法使用两个层次的探测过滤出潜在的受损隧道。我们进行概率分析和广泛的模拟，以显示我们的检测算法的鲁棒性。我们还分析了我们的检测算法的开销，并表明，我们可以实现令人满意的安全保证合理的通信开销（在最坏的情况下，总可用Tor带宽的5%）。真实世界的实验表明，我们的检测算法提供了很好的防御选择性拒绝服务攻击。
2012-12-18 cs.CR cs.NI
On How Zero-Knowledge Proof Blockchain Mixers Improve, and Worsen User Privacy
零知识证明（ZKP）混合器是最广泛使用的区块链隐私解决方案之一，在智能合约支持的区块链上运行。我们发现，ZKP混合器与越来越多的去中心化金融（DeFi）攻击和区块链可提取价值（BEV）提取紧密交织在一起。通过币流追踪，我们发现205个区块链攻击者和2,595个BEV提取者利用混合器作为资金来源，同时存入的攻击总收入为4.1287亿美元。此外，美国OFAC对最大的ZKP混合器Tornado.Cash的制裁使该混合器的每日存款减少了80%以上。此外，ZKP混合器通过所谓的匿名集大小来宣传他们的隐私级别，这类似于k-匿名，允许用户隐藏在一组k个其他用户中。然而，通过实证测量，我们发现这些匿名集的说法大多是不准确的。对于以太坊（ETH）和币安智能链（BSC）上最受欢迎的混合器，我们展示了如何将匿名集的大小平均分别减少27.34%和46.02%。我们的经验证据也是第一个表明用户对ETH和BSC的隐私偏好不同的证据。此外，最先进的ZKP混合器通过提供匿名挖掘（AM）激励与DeFi生态系统交织在一起，即，用户可以获得混合硬币的货币奖励。然而，与相关工作的要求相反，我们发现AM并不一定能提高混音器匿名集的质量。我们的研究结果表明，AM吸引了隐私无知的用户，然后谁不有助于提高其他混频器用户的隐私。
2023-03-06 cs.CR
How China Is Blocking Tor
不仅自由网络是中国过度审查的受害者，Tor匿名网络也是受害者：中国的防火长城阻止了数千名潜在的Tor用户访问网络。在本文中，我们研究了阻塞机制是如何实现的，我们推测了中国的Tor阻塞基础设施是如何设计的，并提出了对策。我们的工作加强了对中国审查能力的了解，从而为更有效的规避技术铺平了道路。
2012-04-02 cs.CR cs.NI
Peel the onion: Recognition of Android apps behind the Tor Network
在这项工作中，我们通过网络流量分析表明，Tor容易受到Android设备上的应用程序去匿名化攻击。为此，我们描述了一种用于执行攻击的一般方法，该方法允许使用Tor对目标智能手机上运行的应用程序进行去匿名化，该目标智能手机是攻击的受害者。然后，我们讨论了一个概念证明，实现的方法，显示了如何在实践中进行攻击，并允许评估去匿名化的准确性，它是可能实现的。虽然针对Tor匿名性的攻击已经在桌面环境中的网站指纹识别方面获得了相当大的关注，但据我们所知，这是第一项突出Tor在Android设备上对应用程序去匿名化攻击的脆弱性的工作。在我们的实验中，我们达到了97%的准确率。
2019-01-14 cs.CR
Identifying and characterizing Sybils in the Tor network
作为一个志愿者运行的分布式匿名网络，Tor很容易受到Sybil攻击。我们对Tor网络中真实世界的Sybil知之甚少，也缺乏实用的工具和方法来揭露Sybil攻击。在这项工作中，我们开发sybilhunter，第一个系统检测Sybil继电器的基础上，他们的外观，如配置和行为，如序列。我们使用sybilhunter的多样化分析技术来分析九年来存档的Tor网络数据，为我们提供了对现实世界攻击者操作的新见解。我们的发现包括各种各样的Sybils，从僵尸网络到学术研究，以及劫持比特币交易的中继。我们的工作表明，现有的Sybil防御不适用于Tor，它提供了对现实世界攻击的洞察，并提供了实用的工具来发现和描述Sybils，使网络对其用户更安全。
2016-02-25 cs.CR
Padding-only defenses add delay in Tor
网站指纹是一种攻击，它使用加密下载的大小和时间特征来识别目标网站。由于这可能会破坏Tor等匿名网络的隐私目标，因此文献中提出了许多在Tor中防御这种攻击的算法。这些算法通常由注入虚拟“填充”分组与实际分组的延迟的某种组合组成，以破坏定时模式。出于可用性的原因，Tor旨在提供低延迟;因此，许多作者专注于padding-only防御，认为它们是“零延迟”。我们通过Shadow模拟证明，通过增加队列长度，仅填充防御在部署到网络范围时会增加延迟，因此不应将其视为“零延迟”。“我们进一步认为，未来的防御也应该使用网络范围的部署模拟进行评估，
2022-08-04 cs.CR
TorPolice: Towards Enforcing Service-Defined Access Policies in Anonymous Systems
Tor是使用最广泛的匿名网络，目前每天为数百万用户提供服务。然而，没有针对所有这些用户的访问控制，使网络容易受到僵尸网络的滥用和攻击。例如，犯罪分子经常使用退出中继作为攻击的垫脚石，导致服务提供商提供CAPTCHA以退出中继IP地址或将其完全列入黑名单，这导致合法Tor用户面临严重的可用性问题。为了解决这个问题，我们提出了TorPolice，这是Tor的第一个隐私保护访问控制框架。TorPolice使滥用困扰的服务提供商（如Yelp）能够执行访问规则，以监管和限制来自Tor的恶意请求，同时仍为合法的Tor用户提供服务。此外，TorPolice为Tor配备了全球中继访问控制，增强了Tor对僵尸网络滥用的抵御能力。我们证明了TorPolice保护了Tor用户的隐私，实现了TorPolice的原型，并进行了广泛的评估来验证我们的设计目标。
2017-12-18 cs.CR
Adaptive Traffic Fingerprinting for Darknet Threat Intelligence
Tor等暗网技术已被各种威胁行为者用于组织非法活动和数据泄露。因此，组织有理由阻止此类流量，或尝试识别何时使用以及用于何种目的。然而，网络空间的匿名性一直是一个利益冲突的领域。虽然它给了邪恶的行为者足够的权力来掩盖他们的非法活动，但它也是促进言论自由和隐私的基石。我们提出了一种新算法的概念证明，该算法可以形成具有暗网能力的网络威胁情报平台的基本支柱。该解决方案可以降低Tor用户的匿名性，并在可选地发起有针对性或广泛的BGP拦截之前考虑网络流量的现有可见性。结合服务器HTTP响应操作，该算法尝试减少候选数据集，以消除最不可能负责感兴趣的服务器端连接的客户端流量。我们的测试结果表明，MITM操纵的服务器响应导致Tor客户端收到预期的更改。利用阴影产生的仿真数据，我们表明该检测方案是有效的，假阳性率为0.001，而检测非目标的灵敏度为0.016 ± 0.127。我们的算法可以帮助愿意分享威胁情报或在调查期间合作的合作组织。
2018-08-03 cs.CR
Latent Geometry as a Structural Monitor: Eigenspace Alignment for Anomaly Detection in Anonymity Networks
USPTO（美国专利局）
本文提出利用潜在几何结构来监测匿名网络中的异常，通过特征空间对齐方法检测行为群体中的异常模式，展示了在Tor网络中通过双观察者流程识别稳定九维负载子空间的方法，并验证了其结构稳定性。
2026-05-19 cs.CR cs.LG
Honey Onions: a Framework for Characterizing and Identifying Misbehaving Tor HSDirs
在过去的十年中，Tor被证明是一个非常成功和广泛流行的保护用户匿名的系统。然而，Tor仍然是一个具有各种局限性的实用系统，其中一些局限性确实在最近被利用。特别是，Tor的安全性依赖于它的大量节点不会行为不端。在这项工作中，我们介绍，蜂蜜洋葱的概念，一个框架来检测行为不端的Tor中继与HSDir的能力。这允许获得继电器之间的不当行为的下限。我们提出的算法来估计窥探的HSDIRS的数量，并确定最有可能的窥探者。我们的实验结果表明，在研究期间（72天），至少有110个这样的节点窥探信息隐藏的服务，他们的主机。我们发现，其中超过一半的人托管在云基础设施上，并延迟了对学习信息的使用，以防止轻松追溯。
2016-10-19 cs.CR
Tails & Tor and other tools for Safeguarding Online Activities
目前还没有太多已知的方法来打破Tor匿名性，而且它们需要大量的计算能力。控制入口和出口节点允许攻击者通过足够的模式分析来危害客户端IP。如果.onion或公共网站不使用SSL，则信息到达出口节点后将不会加密。Tor已经被卡内基梅隆大学成功破解，但他们不会回答问题，也不会确认他们的方法。这篇研究论文调查了Tails & Tor和其他保护在线活动的工具。
2017-10-24 cs.CR cs.OS
RAPTOR: Routing Attacks on Privacy in Tor
Tor网络是一种广泛使用的匿名通信系统。然而，众所周知，Tor容易受到攻击者的攻击，他们可以观察通信路径两端的流量。在本文中，我们表明，之前的攻击只是冰山一角。我们提出了一套新的攻击，称为猛禽，可以由自治系统（AS）发起，以损害用户的匿名性。首先，AS级别的对手可以利用互联网路由的非对称性，以增加在通信两端观察至少一个方向的用户流量的机会。其次，AS级的对手可以利用互联网路由中的自然流失，随着时间的推移，更多的用户可以在BGP路径上。第三，战略对手可以通过BGP劫持（发现使用特定Tor保护节点的用户）和拦截（执行流量分析）来操纵互联网路由。我们通过分析历史BGP数据和Traceroute数据以及对实时Tor网络进行真实攻击来证明Raptor攻击的可行性，同时确保我们不会伤害真实用户。此外，我们概述了两个监测框架的设计，以应对这些攻击：BGP监测检测控制平面的攻击，和Traceroute监测检测数据平面的异常。总体而言，我们的工作激励匿名系统的设计，知道互联网路由的动态。
2015-03-13 cs.CR cs.NI
An Extended View on Measuring Tor AS-level Adversaries
本文扩展了Tor网络AS级对手的测量研究，重复2020年测量、适配IPv6并调查俄罗斯情况，发现Tor匿名质量稳定，协议影响不显著，俄罗斯用户风险较低。
2024-03-13 cs.CR cs.CY cs.NI
Stealthy Traffic Analysis of Low-Latency Anonymous Communication Using Throughput Fingerprinting
像Tor这样的匿名系统旨在使用户能够以一种无法被控制少量机器的对手追踪的方式进行通信。为了向用户提供高效的服务，这些匿名系统在中间中继之间发送业务时充分利用转发能力。在本文中，我们证明了这样做会泄露电路（路径）中Tor继电器集合的信息。我们提出的攻击具有高置信度，并且仅基于吞吐量信息，可以（a）减少攻击者对吞吐量可以观察到的任何Tor电路的瓶颈中继的不确定性，（b）当可以在多个连接上观察到电路吞吐量时，准确识别Tor用户的保护中继，以及（c）识别两个并发TCP连接是否属于同一个Tor用户，打破不可链接性。我们的攻击是隐形的，用户或Tor中继无法轻易检测到。我们使用Tor网络上的实验来验证我们的攻击。我们发现，攻击者可以大大减少Tor电路的瓶颈中继分布的熵，其吞吐量可以增加-在中值情况下，熵减少了2倍。来自单个Tor电路的此类信息泄漏可以通过多个连接进行组合，以准确识别用户的保护继电器。最后，我们还能够在5分钟内以低于1.5%的交叉出错率链接来自同一发起方的两个连接。我们的攻击也更准确，比以前对Tor的攻击需要更少的资源。
2011-11-22 cs.CR cs.NI
How Do Tor Users Interact With Onion Services?
洋葱服务是通过Tor网络公开的匿名网络服务。与传统的互联网服务不同，洋葱服务是私有的，通常不被搜索引擎索引，并且使用自我认证的域名，这些域名很长，人类很难阅读。在本文中，我们研究了人们如何感知，理解和使用洋葱服务的基础上，从17个半结构化的采访和517个用户的在线调查数据。我们发现，用户对洋葱服务有一个不完整的心理模型，使用这些服务是为了匿名，并且对洋葱服务的信任程度各不相同。用户也很难发现和跟踪洋葱网站并对其进行认证。最后，用户希望对洋葱服务进行技术改进，并获得有关如何使用它们的更好信息。我们的研究结果为Tor洋葱服务的安全性和可用性提出了各种改进，包括自动检测洋葱服务钓鱼的方法，更清晰的安全指标，以及管理难以记住的洋葱域名的方法。
2018-06-29 cs.CR
Five Minutes of DDoS Brings down Tor: DDoS Attacks on the Tor Directory Protocol and Mitigations
Purdue University（普渡大学）；Supra Research
本文研究了通过DDoS攻击在五分钟内破坏Tor目录协议的可能性，并提出基于部分同步假设的新协议以增强安全性。
2026-03-23 cs.CR
The Evaluation of Circuit Selection Methods on Tor
Tor通过加密隧道（称为电路）在匿名中继的路径上路由流量来提供在线匿名性。为了使用户能够连接到他们选择的目标服务器，而无需等待建立电路，Tor客户端始终维护一些电路。然而，使用Tor比直接连接到目标服务器要慢。在本文中，我们建议让Tor客户端测量预建电路的性能，并选择最快的电路供用户发送流量。为此，我们定义和评估九个指标，用于选择使用基于电路长度，往返时间（RTT）和拥塞的不同组合的预建电路。我们还探讨了在选择时预建电路的数量对性能的影响。通过Shadow中的全网络实验，我们表明使用至少三个预建电路的电路RTT允许Tor客户端识别快速电路，并将第一个字节的中位时间（TTFB）比Tor提高22%，比Tor电路选择中的最先进的感知路由提高15%。我们评估了所提出的电路选择机制对中继级和网络级对手的安全性，并发现与Tor相比没有损失的安全性。
2017-06-17 cs.CR
Fuzzy Graph Modelling of Anonymous Networks
匿名网络使用户和服务提供商之间能够进行安全和匿名的通信，同时保持他们的匿名性和隐私。网络中的隐藏服务是动态的，并不断改变其域和服务特征，以保持匿名性和防止指纹。这使得这种网络的建模成为一项具有挑战性的任务。此外，用清晰图建模是不合适的，因为它们不能捕捉匿名网络的动态性质。在这项工作中，我们使用模糊图的匿名网络建模，并提供了一种方法来模拟和分析匿名网络。我们考虑两个流行的匿名通信网络的案例研究：Tor和Freenet，并展示了如何使用我们提出的模糊表示来分析这两个网络。
2018-09-17 cs.CR cs.NI
RECTor: Robust and Efficient Correlation Attack on Tor
IEEE Communications Magazine（IEEE通信杂志）
RECTor通过基于注意力的多实例学习和GRU时间编码，高效且鲁棒地处理流量相关攻击，显著提升在高噪声环境下的识别性能和可扩展性。
2025-11-29 cs.CR cs.LG cs.NI
Once is Never Enough: Foundations for Sound Statistical Inference in Tor Network Experimentation
Tor是一种流行的低延迟匿名通信系统，专注于可用性和性能：更快的网络将吸引更多的用户，这反过来将提高使用该系统的每个人的匿名性。以前试图提高Tor性能的研究的标准做法是从标准Tor和每个研究变体的单个模拟的观察结果中得出结论。但由于模拟是在采样的Tor网络中运行的，因此采样误差本身可能会导致观察到的影响。因此，我们质疑在不考虑报告结果的统计学意义的情况下得出的任何结论的实际意义。在本文中，我们建立的基础上，我们改进的Tor实验方法。首先，我们提出了一种新的Tor网络建模方法，该方法可以生成更具代表性的Tor网络，以及新的和改进的实验工具，这些工具可以比以前更快地运行Tor模拟，并且规模更大。我们通过运行6，489个中继和792 k同时活跃用户的模拟来展示这些贡献，这是已知最大的Tor网络模拟，也是第一个100%网络规模的模拟。其次，我们提出了新的统计方法，通过这些方法，我们：（i）表明在独立采样的网络中运行多个模拟是必要的，以便产生信息丰富的结果;（ii）表明如何使用多个模拟的结果进行合理的统计推断。我们提出了一个案例研究，使用420模拟演示如何将我们的方法应用到一组具体的Tor实验，以及如何分析结果。
2021-03-24 cs.CR
Privacy-Preserving and Post-Quantum Counter Denial of Service Framework for Wireless Networks
本文提出PACDoSQ框架，首次同时实现频谱管理中的位置隐私、匿名性、抗DoS与后量子安全，通过私有频谱堡垒、多服务器PIR、PQ安全Tor及哈希谜题保障安全，并验证了其可行性与安全目标。
2024-09-03 cs.CR
Deanonymizing Monero Transactions in Tor Network
Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）
研究门罗币在Tor网络中因整合引入的漏洞，提出ProxyMark三阶段去匿名化框架，通过在实时Tor网络、门罗币主网和测试网实验，证明该框架能有效对门罗币节点经Tor发起的交易去匿名化。
2026-10-28 cs.CR cs.ET
Defending Tor from Network Adversaries: A Case Study of Network Path Prediction
Tor匿名网络已被证明容易受到自治系统和互联网交换机的流量分析攻击，这些系统和交换机可以观察属于同一电路的不同覆盖跳。我们的目标是确定网络路径预测技术是否提供了来自这些对手的威胁的准确图片，以及它们是否可以用来避免这种威胁。我们通过运行从Tor中继到互联网上的目的地的跟踪路由来进行测量研究。我们使用这些数据来评估使用最先进的路径推理技术预测出现在路径上的自治系统和互联网交换的准确性;我们还考虑了预测错误对Tor安全的影响，以及是否有可能产生有用的高估，而不会错过重要的威胁。最后，我们评估了使用这些预测来积极避免AS和IX对手的可能性，以及这对Tor设计带来的挑战。
2015-03-04 cs.CR cs.NI
The Cost of Stability: Deanonymizing Onion Services Long-Lived Introduction Circuits
KU Leuven（荷语鲁汶大学）
本文针对Tor洋葱服务长期固定的引入电路，提出交集攻击，通过逐个观察中继识别服务位置，实验显示中位2.2小时可重建完整电路，并提出定期重建电路的缓解机制。
2026-09-29 cs.CR
The Road Not Taken: Re-thinking the Feasibility of Voice Calling Over Tor
互联网上的匿名VoIP电话对注重隐私的用户、举报人和政治活动家都具有重要意义。之前的研究认为，像Tor这样流行的匿名系统不适合提供VoIP等实时应用所需的必要性能保证。他们的说法得到了研究的支持，由于Tor的不断进步，这些研究可能不再有效。此外，我们认为，这些研究缺乏必要的多样性和全面性。因此，这些研究的结论促使他们提出了新颖且量身定制的解决方案。但是，目前还没有这种系统可供立即使用。此外，运营这样的新系统将在招募用户和自愿中继方面产生巨大成本，以提供必要的匿名保障。因此，必须量化和分析VoIP在Tor上的确切性能，以便修改潜在的性能瓶颈。因此，我们在各种实验室和现实场景中进行了广泛的实证研究，以揭示Tor上的VoIP性能。在跨越12个月、跨越7个国家、覆盖约6650个Tor中继的50多万次测量中，我们观察到Tor在85%以上的情况下支持良好的语音质量（语音质量感知评估（PESQ）>3，单向延迟<400 ms）。进一步的分析表明，一般来说，对于大多数Tor中继来说，由于交叉流量引起的竞争足够低，可以支持VoIP呼叫，无论如何都是以低速率（<120 Kbps）传输的。我们的研究结果是支持一致的测量使用iperf显示超过足够的可用带宽在大多数情况下。Tor的数据也证实了这一点。因此，与之前的努力不同，我们的研究表明Tor适合支持匿名VoIP呼叫。
2020-07-09 cs.CR
Sociotechnical Aspects of Tor Relay Rejection
University of Namur（南纳慕尔大学）
本研究通过用户调研与网络模拟，分析Tor中继拒绝政策的社会技术影响，发现其对手优势微弱，但网络更替显著影响匿名性，并提出安全指标与实施建议。
2026-09-15 cs.CR
ParTEETor: A System for Partial Deployments of TEEs within Tor
本文提出 ParTEETor 系统，通过部分部署 TEE 并设计非策略与策略两种中继选择模式，在不显著影响性能和隐私的前提下，有效防御 Tor 网络中的去匿名化攻击。
2024-08-26 cs.CR
DarkHorse: A UDP-based Framework to Improve the Latency of Tor Onion Services
本文提出基于UDP的DarkHorse框架，利用UDP无连接特性改善Tor洋葱服务的端到端延迟与传输开销，实验显示其速度最高提升3.62倍，网络开销最多降低47%。
2023-07-05 cs.CR cs.NI
Preventing Attacks on Anonymous Data Collection
匿名数据汇集系统允许用户贡献构建服务和应用程序所需的数据，同时保护他们的隐私。然而，恶意代理可能会滥用匿名性，目的是破坏或破坏数据汇集，例如通过注入伪造的数据。在本文中，我们提出了一个有效的机制，以限制攻击者，而不损害隐私和匿名的用户贡献的数据。建议的系统建立在直接匿名证明之上，这是一种经过验证的加密原语。我们描述了一组速率限制规则可以被形式化，以定义一个规范的空间，在该空间中，攻击者发送的消息可以被链接，因此，丢弃。我们提出了在现有的数据汇集系统上构建和部署这种保护所需的所有组件，开销很小。经验评估产生的性能高达125和140消息每秒分别为中继器和收集器上的标称硬件。当使用Tor作为网络层时，通信延迟在第95个百分位数中被限制为4秒。
2018-12-19 cs.CR cs.CY
State Machine Frameworks for Website Fingerprinting Defenses: Maybe Not
本研究通过改进的Rust状态机框架Maybenot实现三种先进网站指纹防御，评估其潜力与局限，并建议在Arti中决策前需增强框架并考虑替代设计。
2023-08-11 cs.CR
Understanding Tor Usage with Privacy-Preserving Measurement
Tor匿名网络很难测量，因为如果不小心，测量可能会危及网络用户的隐私（以及潜在的安全）。最近的工作提出了使用差分隐私和安全聚合技术来安全地测量Tor，并开发了初步的概念验证原型工具，以证明这些技术的实用性。在这项工作中，我们显着增强了两个这样的工具-PrivCount和Private Set-Union Cardinality-以支持对以前从未测量过的新型Tor使用行为的安全探索。使用增强的工具，我们对Tor进行了详细的测量研究，涵盖了Tor使用的三个主要方面：有多少用户连接到Tor，他们从哪里连接，用户最常与哪些目的地通信，以及存在多少洋葱服务以及如何使用它们。我们的发现包括Tor每天有大约800万用户（比之前认为的多四倍），而Tor用户IP在4天内几乎翻了两次。我们还发现，通过Tor访问的网站中，约40%有torproject.org域名，约10%的网站有amazon.com域名，约80%的网站有一个域名，该域名被列入Alexa前100万网站列表。最后，我们发现大约90%的洋葱地址查找是无效的，超过90%的尝试连接到洋葱服务失败。
2018-09-22 cs.CR cs.NI
Techreport: Evaluating Tor-based Location Privacy for Ethereum Validators
Institute of Free Technology（自由技术研究所）
通过 Tor push 协议在 Nimbus 客户端中实现验证者身份与 IP 解耦，实验表明平均延迟增加 613.82 ms 且不降低网络性能。
2026-05-27 cs.CR
DeepCorr: Strong Flow Correlation Attacks on Tor Using Deep Learning
University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）
流关联是Tor上大量去匿名化攻击中使用的核心技术。尽管流相关攻击对Tor很重要，但现有的流相关技术在大规模应用时被认为在链接Tor流方面是无效和不可靠的，即，但是它们强加了高的假阳性出错率，或者需要不切实际的长流量观测以能够进行可靠的相关。在本文中，我们表明，不幸的是，通过利用新兴的学习机制，可以对Tor流量进行流相关攻击，其准确率比以前高得多。我们特别设计了一个名为DeepCorr的系统，它在关联Tor连接方面的性能远远优于最先进的系统。DeepCorr利用先进的深度学习架构来学习为Tor的复杂网络量身定制的流相关函数，这与以前的作品使用通用统计相关度量来关联Tor流形成对比。我们表明，通过适度的学习，DeepCorr可以将Tor连接（从而打破其匿名性）与比现有算法更高的准确性相关联，并使用更短的流量观察长度。例如，通过收集每个目标Tor流的大约900个数据包（大约900KB的Tor数据），DeepCorr提供了96%的流相关准确度，而RAPTOR最先进的系统使用相同的精确设置只能提供4%的准确度。我们希望我们的工作能够证明，鉴于学习算法的最新进展，流相关攻击对Tor的威胁正在升级，这需要Tor社区及时部署有效的对策。
2018-08-22 cs.CR cs.LG
ShorTor: Improving Tor Network Latency via Multi-hop Overlay Routing
我们提出了ShorTor，一种用于减少Tor网络延迟的协议。ShortTor使用多跳覆盖路由（内容分发网络通常采用的一种技术）来影响Tor流量在互联网上的路由。ShortTor作为洋葱路由-Tor现有路由协议的覆盖层，由Tor中继运行，使其独立于Tor客户端执行的路径选择。因此，ShortTor减少了延迟，同时保留了Tor现有的安全属性。具体来说，ShorTor中的路线与Tor用户或其目的地无关，包括任何一方的地理位置。我们使用AnoA框架分析了ShorTor的安全性，表明ShorTor保持了Tor的所有匿名保证。我们用实证分析来补充我们的理论主张。为了评估ShortTor的性能，我们收集了1,000个最受欢迎的Tor中继之间超过400，000个延迟测量的真实数据集，这些中继共同看到了绝大多数Tor流量。有了这些数据，我们确定了可以从Shortor中受益的中继对：也就是说，引入额外中间网络跳的两个中继比它们之间的直接路由具有更低的延迟。我们使用我们的测量数据集来模拟对最终用户的影响，方法是将ShortTor应用于根据Tor规范选择的200万个Tor电路。ShorTor将Tor中第99百分位的中继对的延迟减少了148 ms。同样，ShorTor将Tor电路在第99百分位的延迟减少了122 ms。在实践中，这意味着ShorTor截断了Tor的尾部延迟，这直接影响了页面加载时间，从而影响…
2022-04-09 cs.CR cs.NI
The fifteen year struggle of decentralizing privacy-enhancing technology
自从互联网出现以来，它就没有任何隐私可言。目前，大多数互联网流量一直是未加密的。存在许多匿名通信覆盖网络，其目的是向其用户提供隐私。然而，由于互联网的性质，使这些网络变得分散和匿名是很困难的。我们列出了建立匿名网络的原因，指出了实现权力下放的问题，并总结了该领域最大的举措及其现状。为此，我们使用一个示例性网络，Tor网络。我们解释了Tor如何工作，这个网络目前有哪些漏洞，以及可能被用来侵犯隐私和匿名的攻击。Tor网络在报告的主要部分中被用作关键的比较网络：以表格形式概述了当今使用的主要匿名网络技术。
2014-04-18 cs.CR cs.CY cs.NI
Pisces: Anonymous Communication Using Social Networks
Tor等匿名系统的架构存在两个关键问题，限制了用户对这些系统的信任。首先，建立匿名通信的路径，而不考虑系统中的用户和中继之间的信任关系。其次，网络架构依赖于一组集中式服务器。在本文中，我们提出了Pisces，这是一种用于匿名通信的分散式协议，它利用用户的社交链接来构建洋葱路由的电路。我们认为，这样的方法大大提高了系统对攻击者的弹性。在这种情况下，一个基本的挑战是设计一个安全的过程，以发现在用户的电路中使用的对等点。用于安全对等点发现的所有现有解决方案都利用结构化拓扑，并且不能应用于非结构化社交网络拓扑。在Pisces中，我们通过在社交网络图中使用随机游走来发现节点，并偏离高度连接的节点，以防止少数节点主导电路创建过程。为了保证随机游走的安全，我们利用互惠邻居策略：如果恶意节点试图在对等点发现过程中排除诚实节点，以提高被选中的机会，那么诚实节点可以使用针锋相对的方法，并将恶意节点从其路由表中排除。我们描述了一个完全分散的协议来执行这一政策，并使用它来建立双鱼座匿名系统。使用理论建模和现实世界的社交网络拓扑结构的实验，我们表明，（a）互惠邻居策略减轻了对手可以执行的主动攻击，（b）我们的分散协议，以执行此政策是安全的，具有低开销，（c）我们的系统提供的整体匿名性显着优于现有的方法。
2012-08-30 cs.CR cs.NI cs.SI
