When Handshakes Tell the Truth: Detecting Web Bad Bots via TLS Fingerprints
Istanbul Technical University（伊斯坦布尔工业大学）
通过TLS指纹分析区分恶意机器人与真实用户，利用CatBoost模型实现高准确率的检测，未来将扩展至新协议并增强防御能力。
2026-02-10 cs.CR
Performanz Evaluation von PQC in TLS 1.3 unter variierenden Netzwerkcharakteristiken
量子计算机可以在几年内使用Shor的算法打破目前使用的非对称加密方案。它们被用于许多协议和应用程序中，以确保真实性和密钥协商，迫切需要量子安全的替代品。因此，NIST启动了标准化进程。这需要进行深入的评价，也需要对业绩和可整合性进行评价。在这里，集成到TLS 1.3中起着重要的作用，因为它用于90%的互联网连接。在目前的工作中，在TLS 1.3握手过程中的量子安全密钥交换算法进行了审查。重点是专用的网络参数，如传输速率或数据包丢失的影响，以获得有关相应的网络条件下的算法的适用性的见解。为了实现，Paquin等人的框架被扩展以模拟网络场景并捕获选定算法的握手持续时间。结果表明，评估的候选人Kyber，Saber和NTRU以及替代NTRU总理有一个非常好的整体性能和部分削弱握手时间的经典ECDH。选择更高的安全级别或混合变体在这里没有显著差异。FrodoKEM、SIKE、HQC或BIKE等替代方案则不是这种情况，这些替代方案具有各自的缺点，并且其各自的性能根据安全级别和混合实现而变化很大。这对于数据密集型算法FrodoKEM尤其如此。一般来说，在选择方案和变型时，应考虑当时的网络特性。此外，很明显，握手的性能受到诸如TCP机制或MTU之类的外部因素的影响，如果适当地配置，则可以补偿由于PQC而导致的可能的缺点。
2023-03-27 cs.CR cs.NI
Enhanced Performance for the encrypted Web through TLS Resumption across Hostnames
TLS可以通过简化的恢复握手来恢复以前的连接，从而显著降低延迟并节省昂贵的加密操作。为此，重复使用来自先前连接的加密TLS状态。TLS 1.3版建议在连接到不同的主机名时避免恢复握手，从而避免重复使用加密状态。在这项工作中，我们重新评估了这一建议，因为我们发现跨主机名共享加密TLS状态是网络上的常见做法。我们提出了一个TLS扩展，允许服务器通知客户端TLS状态与其他主机名共享。此信息使客户端能够跨主机名有效地恢复TLS会话。我们的评估表明，我们的TLS扩展为Web提供了巨大的性能提升。例如，在网络上检索一个普通网站所需的20.24次完整TLS握手中，约有58.7%可以转换为恢复的连接建立。这使得TLS连接建立所消耗的CPU时间减少了44%。此外，我们的TLS扩展将与普通网站的连接建立速度提高了30.6%（TLS 1.3）。因此，我们的建议显着降低了加密网络的（能源）成本和延迟开销。
2019-02-07 cs.CR
On the Security Implications of PQC in TLS: Handshake Exhaustion and IDS Degradation
National Yang Ming Chiao Tung University（国立阳明交通大学）
研究PQC集成到TLS 1.3中的安全影响，通过实验发现其放大握手耗尽攻击，导致IDS性能下降。贡献包括量化分析检测盲点原因、发布混合流量数据集及开源代码和脚本，以助力开发PQC感知入侵检测系统。
2026-07-15 cs.CR
Enhanced Performance and Privacy for TLS over TCP Fast Open
小型TCP流构成了Web流的大部分。对于他们来说，TCP三次握手会导致显着的延迟开销。TCP快速打开（TFO）协议可以通过零往返时间（0-RTT）握手来显著减少这种延迟，因为所有TCP握手都是在同一主机的完整初始握手之后。然而，这是以隐私限制为代价的，并且也有一些性能限制。在本文中，我们调查了流行的网站和浏览器上的TFP部署。我们发现，由于Web服务器使用多个IP地址进行负载平衡，40%的客户端第一次重新访问网站时无法使用简短的TFO握手。我们的分析进一步揭示了显着的隐私问题的协议设计和实现。基于网络的攻击者和在线跟踪者可以利用TFO来跟踪用户的在线活动。作为对策，我们介绍了一种新的协议，称为TCP快速开放隐私（FOP）。TCP FOP可以防止网络攻击者的跟踪，并阻止第三方跟踪，同时仍然允许TFO中的0-RTT握手。作为概念验证，我们已经为Linux内核和TLS库实现了所提出的协议。我们的测量表明，当网站从多个IP地址提供服务时，TCP FOP优于TLS。
2019-11-12 cs.CR cs.PF
A Formal TLS Handshake Model in LNT
网络服务的测试是网络安全中最大的挑战之一。由于新的漏洞经常被发现，因此需要进行更多的研究。这些错误的根源在于软件开发周期或系统规范中的内在漏洞。一致性测试检查系统是否按照其规范运行。在这里，基于模型的测试提供了几种自动检测缺陷的方法。系统行为的形式规格说明代表了测试过程的起点。在本文中，一个广泛使用的密码协议的规定和测试的一致性测试执行框架。第一个经验的结果，并进行了讨论。
2018-03-27 cs.CR cs.SE
Detecting Malignant TLS Servers Using Machine Learning Techniques
TLS使用X.509证书进行服务器身份验证。X.509证书是一个复杂的文档，在创建/使用它时可能会发生各种无辜的错误。此外，许多证书属于恶意网站，应该被客户端拒绝，并且不应该访问这些Web服务器。通常情况下，当客户端发现一个证书是可疑的使用传统的测试，它要求人为干预。但是，看看证书，大多数人不能区分恶意和非恶意网站。因此，一旦传统的证书验证失败，而不是要求人工干预，我们使用机器学习技术，使Web浏览器能够决定证书所属的服务器是否是恶性的，即是否应该访问该网站。一旦证书在上述阶段被接受，我们观察到该网站仍然可能是恶意的。因此，在第二阶段，我们将网站的一部分下载到沙箱中，而不对其进行解密，并观察TLS加密流量（沙箱中捕获的加密恶意数据不会损害系统）。由于在握手完成后对流量进行加密，因此无法使用传统的模式匹配技术。因此，我们使用流量的流特征以及上述第一阶段中使用的特征。我们将这些特征与TLS握手期间获得的未加密TLS报头信息相结合，并在机器学习分类器中使用这些特征来识别流量是否是恶意的。
2017-05-25 cs.CR cs.NI
Weird Machines in Transport Layer Security
Laboratory for Advanced Cybersecurity Research（高级网络安全研究实验室）；Old Dominion University（老道明大学）
本文将怪异机器理论扩展至TLS领域，基于OpenSSL和BoringSSL实现，验证了TLS原语可组合为图灵完备系统，并通过哨兵系统和认证绕过两个演示展示了其防御与攻击应用。
2026-08-17 cs.CR cs.NI
Faster Post-Quantum TLS 1.3 Based on ML-KEM: Implementation and Assessment
本文通过利用 AVX-512 指令集优化 ML-KEM 的多项式乘法等模块，并引入批量密钥生成方法，显著提升了后量子 TLS 1.3 的握手性能。
2024-04-23 cs.CR
TLoRa: Implementing TLS Over LoRa for Secure HTTP Communication in IoT
本研究提出TLoRa架构，通过整合TCP隧道与完整TLS 1.3握手，借助终端集线器和网络中继器在LoRa上实现端到端安全HTTPS通信，经真实硬件验证可快速建立会话并完成请求，是首个相关完整实现与评估工作。
2025-10-02 cs.CR cs.NI
Accelerating HQC for Post-Quantum TLS 1.3 on x86 IoT Gateways
School of Cyber Security, Korea University（韩国大学网络安全学院）；School of Mathematics, Statistics and Data Science, Sungshin Women’s University（圣心女子大学数学、统计与数据科学学院）；SmartM2M
该研究针对x86物联网网关优化HQC算法并集成到TLS 1.3，通过AVX2、AVX-512及GFNI等技术加速，显著提升了HQC的密钥生成、封装、解封装速度，降低了TLS握手延迟，明确了受限链路上HQC握手成本的决定因素。
2026-10-21 cs.CR
Signature Placement in Post-Quantum TLS Certificate Hierarchies: An Experimental Study of ML-DSA and SLH-DSA in TLS 1.3 Authentication
Universitat Oberta de Catalunya（加泰罗尼亚开放大学）
本文研究了后量子TLS迁移中签名算法在证书层级中的放置对握手过程和计算成本的影响，通过实验比较了ML-DSA和SLH-DSA在不同证书位置、层级深度和密钥交换模式下的性能表现，发现将SLH-DSA置于服务器叶证书时会导致握手延迟和服务器计算成本显著增加。
2026-05-19 cs.CR
SiamHAN: IPv6 Address Correlation Attacks on TLS Encrypted Traffic via Siamese Heterogeneous Graph Attention Network
Institute of Information Engineering, Chinese Academy of Sciences（中国科学院信息工程研究所）；School of Cyber Security, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学网络空间安全学院）
与通常被NAT屏蔽的IPv4地址不同，IPv6地址很容易与用户活动相关联，从而危及他们的隐私。已经部署了解决此隐私问题的缓解措施，使得现有的地址到用户关联方法不可靠。这项工作表明，即使有这些保护机制，攻击者仍然可以准确地将IPv6地址与用户关联起来。为此，我们提出了一个IPv6地址关联模型- SiamHAN。该模型使用Siamese异构图注意力网络来衡量两个IPv6客户端地址是否属于同一个用户，即使用户的流量受到TLS加密的保护。使用一个大型的真实世界数据集，我们表明，对于跟踪目标用户和发现独特用户的任务，最先进的技术只能分别达到85%和60%的准确率。然而，SiamHAN的准确率分别为99%和88%。
2022-04-20 cs.AI cs.CR cs.NI
Decrypting SSL/TLS traffic for hidden threats detection
本文分析了SSL/TLS流量的主要解密机制。还考虑了用于检测领先公司使用的加密流量中的恶意活动的方法和技术。此外，拦截和解密通过SSL/TLS传输的流量的方法进行了开发，测试和建议。所开发的方法已经自动化，可用于远程监听网络，这将允许以接近实时的的模式解密传输的数据。
2019-04-16 cs.CR cs.NI
Early Identification of Services in HTTPS Traffic
流量监控对于确保安全性和QoS的网络管理任务至关重要。然而，HTTPS流量的持续增长破坏了当前服务级别监控的有效性，这些监控只能依赖于TLS握手（X.509证书，SNI）的不可靠参数或必须解密流量。我们提出了一种新的基于机器学习的方法来识别HTTPS服务而无需解密。通过提取TLS握手数据包和少量应用程序数据包的统计特征，我们可以在会话的早期识别HTTPS服务。在一个重要的开放数据集上进行的大量实验表明，我们的方法提供了良好的准确性，原型实现证实了HTTPS服务的早期识别是满意的。
2020-08-19 cs.CR
Challenges in Adapting ECH in TLS for Privacy Enhancement over the Internet
安全和隐私在现代互联网服务中至关重要。传输层安全（TLS）在很大程度上解决了安全问题。然而，有关被访问的服务类型的信息在普通TLS的初始握手中以明文形式出现，因此可能会泄露用户的活动并损害隐私。“加密的ClientHello”或ECH通过扩展TLS 1.3克服了这个问题，其中所有可能揭示服务类型的信息都被屏蔽，从而解决了TLS 1.3中的隐私问题。但是，我们注意到，Internet服务倾向于对应用程序数据（主连接/通道）和支持数据（侧通道）（如调度信息\textit{etc.}）使用不同版本的TLS。%，在活动会话期间。尽管许多互联网服务已经迁移到TLS 1.3，但我们注意到，只有受益于TLS 1.3的主连接才是如此，而侧通道继续使用较低版本的TLS（例如，1.2)%，不支持ECH并继续泄漏访问的服务类型。我们证明了从侧通道泄露的隐私信息可以用来影响主通道的性能，例如阻止或节流互联网上的特定服务。我们的工作表明，仅在主信道上调整ECH不足以防止主信道上的隐私泄露和攻击。此外，我们还证明了所有相关的边信道也有必要迁移到TLS 1.3并适应ECH扩展，以便提供完整的隐私保护。
2022-07-05 cs.CR cs.NI
Mitigating TLS compromise with ECDHE and SRP
本文回顾了TLS中附加加密隧道的实现，以进一步保护和验证ProtonMail前端和后端之间的个人信息流量，实现其密钥交换，对称数据包加密和验证。安全远程密码（SRP）和椭圆曲线Diffie Hellman Ephemeral（ECDHE）交换等技术用于密钥交换，通过PGP签名验证公共参数。然后使用AES-128-GCM加密传输数据。该项目旨在集成TLS安全性以实现高安全性数据传输，通过重用PGP库中已有的部分标准，提供一个易于在前端实现的灵活模型。
2020-05-28 cs.CR
A Quantum of QUIC: Dissecting Cryptography with Post-Quantum Insights
本文评估密码学对QUIC性能的影响，通过NOOP AEAD隔离开销，并集成Kyber等后量子算法验证其在QUIC中部署的可行性。
2024-05-15 cs.CR cs.NI
Active TLS Stack Fingerprinting: Characterizing TLS Server Deployments at Scale
提出基于主动测量的TLS指纹识别方法，生成10种Client Hello探针，对2800万台服务器分类，精度超99%，用于识别CDN和C2服务器。
2023-08-30 cs.CR cs.NI
DeepTLS: comprehensive and high-performance feature extraction for encrypted traffic
特征提取是使用机器学习技术进行TLS流量分析的关键，也是非常困难和耗时的，需要巨大的工程努力。我们设计并实现了DeepTLS，这是一个从Meta，统计，SPLT，字节分布，TLS头和证书的pcap中提取全方位特征的系统。后端是用C++编写的，以实现高性能，可以在几分钟内分析GB大小的pcap。DeepTLS针对两个最先进的工具Joy和Zeek进行了全面评估，其中包括四个由160个pcap组成的知名恶意流量数据集。评估结果表明，DeepTLS具有分析大pcap的优势，分析时间减半，并识别出更多的证书，与Joy相比，性能损失可接受。DeepTLS可以通过将特征提取时间从几小时甚至几天减少到几分钟来显著加速机器学习管道。该系统在https://deeptls.com上在线，在那里可以查看和验证测试工件。此外，还发布了两个开源工具Pysharkfeat和Tlsfeatmark。
2022-08-08 cs.CR
TLS 1.3 for engineers: An exploration of the TLS 1.3 specification and OpenJDK's Java implementation
2017年，互联网传输速度超过每秒40 TB（思科，2018），当今一半以上的互联网流量都是加密的（Sandvine，2018）;实现了价值数万亿美元的贸易（Statista，2017）。然而，底层的加密技术只被少数人所理解。本手稿通过探索TLS（一种用于保护应用层通信（包括HTTP、FTP和SMTP流量）的加密技术）以及检查Oracle的Java实现来扩展理解。我们关注的是最新的TLS版本，即RFC 8446定义的1.3版。
2020-09-30 cs.CR
Passive, Transparent, and Selective TLS Decryption for Network Security Monitoring
互联网流量越来越加密。虽然这保护了通信的机密性和完整性，但它阻止了网络监控系统（NMS）和入侵检测系统（IDS）有效地分析现在加密的有效载荷。因此，许多企业网已经部署了中间人（MitM）代理，其在网络边界处拦截TLS连接以检查分组有效载荷，从而保持一定的可见性。然而，最近的研究表明，TLS拦截通常会降低连接安全性，并可能向网络引入额外的攻击向量。在本文中，我们提出了一种合作的方法，在该方法中，终端主机作为加密端点选择性地提供TLS密钥材料的NMS进行解密。这使端点能够控制谁可以解密哪些内容，并让用户保留所选连接的隐私。我们实现了一个基于Zeek NMS的原型，该原型能够从主机接收密钥材料，解密TLS连接并对明文进行分析。该补丁是免费提供的，我们计划一旦它们足够成熟，就将我们的更改上游到Zeek。在我们的评估中，我们讨论了我们的方法如何在概念上需要显着更少的计算资源相比，通常部署的MitM代理。我们的实验结果表明，TLS解密增加了约2.5倍的原始运行时间上的明文运行时的开销。此外，我们表明，主机和NMS之间传输密钥的延迟可以通过在NMS上缓冲至少40 ms的流量来有效地解决，允许成功解密所有观察到的TLS连接的99.99%。
2021-04-20 cs.CR
No Need for Black Chambers: Testing TLS in the E-mail Ecosystem at Large
TLS是互联网上使用最广泛的加密协议。虽然最近的许多研究都集中在HTTPS中的使用，但到目前为止还没有分析TLS在电子邮件相关协议中的使用，这些协议通常携带高度敏感信息。由于像PGP这样的端对端加密机制很少使用，所以今天电子邮件生态系统中的机密性主要基于传输层的加密。一个位置良好的攻击者可能能够被动地在全球范围内拦截明文。在本文中，我们是第一个提出了一个可扩展的方法来评估使用商品硬件和开源软件的电子邮件生态系统中的安全机制的状态。我们绘制了整个IPv4范围内每个与电子邮件相关的TLS配置的当前状态的综合图。我们收集并扫描了所有相关协议（SMTP、POP3、IMAP）和传统端口的2000万个IP/端口组合的海量数据集。在一个时间跨度约。三个月内，我们进行了超过100亿次TLS握手。此外，我们表明，使用例如SMTP的服务器到服务器的通信安全本质上是比安全的客户端到服务器的通信更困难。最后，我们分析了电子邮件生态系统中TLS证书和信任锚的波动性，并认为虽然总体趋势指向正确的方向，但仍需要采取许多措施才能实现安全的电子邮件。
2015-11-01 cs.CR
Tweaking Metasploit to Evade Encrypted C2 Traffic Detection
FEUP（波尔图大学工程学院）；INESC TEC（葡萄牙系统与计算机工程研究所）；University of Porto（波尔图大学）
指挥和控制（C2）通信是任何结构化网络攻击的关键组成部分。因此，安全操作积极尝试在其网络中检测这种类型的通信。这给试图保持不被发现的合法渗透测试者带来了一个问题，因为常用的渗透测试工具，如Metasploit，生成的恒定流量模式很容易与常规网络流量区分开来。在本文中，我们从Metasploit的C2流量中的这些可识别模式开始，并表明基于机器学习的检测器能够高精度地检测到此类流量的存在，即使是加密的。然后，我们概述并实现了一组修改的Metasploit框架，以降低这种分类器的检测率。为了评估这些修改的性能，我们使用了两个威胁模型，这些修改的意识越来越强。我们看看检测规避性能和修改的字节数和运行时开销。我们的研究结果表明，对于第二个，提高意识的威胁模型的框架端流量修改产生更好的检测回避率（90%）比有效载荷端的修改（50%）。我们还表明，尽管修改使用的TLS有效载荷字节数是原始的3倍，但运行时没有显著变化，字节总数（包括TLS有效载荷）减少了。
2022-09-02 cs.CR cs.LG cs.NI
User Attitudes Toward the Inspection of Encrypted Traffic
本文报告了对1，976人进行的关于TLS检查的意见的调查结果，TLS检查是一种有争议的技术，可以用于善意和恶意目的。回应表明，参与者对安全和隐私的权衡持有微妙的意见，大多数人承认这种做法的合法用途，但也担心来自黑客或政府监视的威胁。当系统拦截其加密流量时，强烈支持通知和同意，尽管这种支持因情况而异。恶意使用TLS检查的一个重要问题是身份盗窃，许多人会做出负面反应，如果他们发现检查在他们不知情的情况下发生，有些人会改变他们的行为。我们还发现，有一小部分但相当数量的参与者对当前的事态感到厌倦，对隐私没有任何期望。
2016-06-10 cs.CR cs.CY cs.HC
Security and robustness analysis of encrypted communications for local home automation: ESPHome Native API and MQTT over TLS 1.3
Tecnológico Nacional de México – IT de Veracruz（墨西哥国立理工学院 - 韦拉克鲁斯技术学院）
本文分析了 ESPHome 原生 API 与 MQTT over TLS 1.3 两种家庭自动化通信方案的安全性等维度差异，明确了各自适用场景，为相关 IoT 系统设计提供依据。
2026-10-14 cs.CR
Fingerprinting Browsers in Encrypted Communications
本文研究在 TLS 1.3 加密 HTTPS 通信中利用消息数量和长度差异识别浏览器，并通过 UTM 虚拟机实验测得不同浏览器行为存在 30%-35% 的差异。
2024-10-28 cs.CR cs.NI
Large Scale Measurement on the Adoption of Encrypted DNS
自2016年以来，已经提出了几个DNS加密提案，但尚未对其采用进行全面研究。这项研究测量了DoH（DNS over HTTPS），DoT（DNS over TLS）和DoQ（DNS over QUIC）在2021年初的五个月内的采用情况，这些组织覆盖全球。通过比较总价值、每个用户的请求量以及流量的季节性，可以获得当前的采用趋势。此外，我们积极扫描互联网上仍然未知的工作DoH服务器，并将它们与一个新颖的知名DoH服务器列表进行比较。我们的结论是，尽管2020年有所增长，但在2021年的前五个月，有统计学显著证据表明DoH，DoT和DoQ的平均互联网流量保持稳定。然而，我们发现，DoH服务器的数量增长了4倍，这仍然是未知的。这些测量结果表明，即使加密DNS的数量目前没有增长，可能很快就会有更多的连接到这些未知的DoH服务器，用于良性和恶意目的。
2021-07-09 cs.CR cs.NI
The Colossus with Feet of Clay: Debunking Encrypted Traffic Classifiers under PQC Evolution
School of Cyber Science and Technology, Beihang University（北京航空航天大学网络空间安全学院）；Zhongguancun Laboratory（中关村实验室）；School of Information Engineering, Ningxia University（宁夏大学信息工程学院）
该研究针对后量子密码演化下的加密流量分类器，发现PQC会改变流量中可学习的网站信息呈现方式，使域内表现好的分类器跨域不可靠，进而提出需重视跨域鲁棒性的研究方向。
2026-08-25 cs.CR
Robust Smartphone App Identification Via Encrypted Network Traffic Analysis
安装在智能手机上的应用程序可以透露有关用户的许多信息，例如他们的医疗状况，性取向或宗教信仰。此外，智能手机上是否存在特定应用程序可以通知意图攻击设备的对手。在本文中，我们证明了被动窃听者可以通过对智能手机应用程序发送的网络流量进行指纹识别来识别它们。尽管SSL/TLS隐藏了数据包的有效载荷，但诸如数据包大小和方向等侧信道数据仍然会从加密连接中泄漏。我们使用机器学习技术从这些侧通道数据中识别智能手机应用程序。除了指纹识别和识别智能手机应用程序外，我们还研究了应用程序指纹如何随时间、跨设备和不同版本的应用程序而变化。此外，我们还引入了一些策略，使我们的应用分类系统能够识别和减轻模糊流量的影响，即，应用之间的共同流量，例如广告流量。我们完全实现了一个指纹应用程序的框架，并进行了一系列实验来评估其性能。我们对Google Play商店中110款最受欢迎的应用程序进行了指纹识别，并在六个月后以高达96%的准确率识别它们。此外，我们还发现，应用程序指纹在不同设备和应用程序版本之间存在不同程度的持久性。
2017-04-20 cs.CR cs.NI
SoK: Decoding the Enigma of Encrypted Network Traffic Classifiers
该研究针对加密协议普及下传统NTC方法失效的问题，系统化分析基于ML的NTC研究，揭示数据集过时、设计疏漏等问题，通过实验验证相关假设并提出实践建议与研究方向。
2025-05-16 cs.CR cs.NI
Unsupervised Detection and Clustering of Malicious TLS Flows
恶意软件滥用TLS来加密其恶意流量，阻止通过内容签名和深度数据包检测进行检查。恶意TLS流的网络检测是一个重要但具有挑战性的问题。先前的工作已经提出了使用TLS特征的监督机器学习检测器。然而，通过尝试表示所有恶意流量，监督二进制检测器产生的模型过于松散，从而引入错误。此外，它们不区分由不同恶意软件生成的流。另一方面，有监督的多类检测器产生更紧密的模型，可以通过恶意软件家族对流进行分类，但需要家族标签，这对于许多样本来说是不可用的。为了解决这些限制，这项工作提出了一种新的无监督方法来检测和聚类恶意TLS流。我们的方法需要从沙箱输入网络跟踪。它使用90个功能来捕获TLS客户端，TLS服务器，证书和加密有效载荷的属性，并使用集群来构建一个无监督的检测器，可以将恶意流分配给它所属的集群，或者确定它是良性的。我们使用来自商业沙箱的972K跟踪和来自研究网络的35M TLS流来评估我们的方法。我们的聚类显示出非常高的精确度和召回率，F1得分为0.993。我们将我们的无监督检测器与两种最先进的方法进行比较，结果表明它优于两者。我们的检测器的错误检测率是0.032%，超过四个月的流量测量。
2022-12-23 cs.CR
Multi-View Fusion for Encrypted C2 Detection: A Leakage-Controlled Measurement Study of Evaluation Pitfalls
Academy of Cryptography Techniques（密码技术学院）；Ho Chi Minh City University of Technology (HCMUT)（胡志明市理工大学）；Vietnam National University Ho Chi Minh City（越南胡志明市国家大学）
本研究通过泄漏受控的测量揭示加密C2检测评估中的三大陷阱：预处理泄漏、标签依赖及真实标签缺口，并指出评估设计本身才是核心结果。
2026-09-24 cs.AI cs.CR
Towards Forward Secure Internet Traffic
前向保密性（FS）是密钥交换算法中的一个安全属性，它保证了长期私钥的保密性不会危及过去会话密钥的保密性。随着政府和其他机构对长期大规模监视计划的认识不断提高，FS已被广泛视为一种非常理想的财产。这在用于保护互联网通信的TLS协议中尤其如此。在本文中，我们研究了TLS 1.3之前的协议中的FS，这些协议不要求FS，但今天仍然广泛使用。我们使用一种新的启发式方法对来自三个不同数据集的超过1000万个TLS服务器进行了实证分析。使用现代TLS客户端握手算法，我们的结果显示，5.37%的顶级域，7.51%的随机域和26.16%的随机IP不选择FS密钥交换算法。令人惊讶的是，39.20%的顶级域名，24.40%的随机域名和14.46%的随机IP不选择FS，支持FS。根据这一分析，我们讨论了可能的路径向前安全的互联网流量。作为对当前状态的改进，我们提出了一种新的客户端机制，我们称之为“最大努力转发安全”（BEFS），以及它的扩展，我们称之为“最大努力转发安全和认证加密”（BESAFE），其目的是引导（强制）错误配置的服务器使用最大努力的方法FS。最后，在我们的分析中，我们引入了一个新的对抗模型，我们称之为“歧视性”的对手，这是适用于TLS协议。
2019-06-29 cs.CR
The Sorry State of TLS Security in Enterprise Interception Appliances
企业环境中的网络流量检测（包括TLS流量）已得到广泛应用。这样做的原因主要与提高企业安全性有关（例如，恶意软件检测）并满足法律要求。为了分析TLS加密的数据，网络设备通过充当请求客户端的预期web服务器（例如，浏览器），并充当外部web服务器的客户端。因此，TLS代理必须实现TLS客户端和服务器，并处理大量的流量，最好是实时的。然而，由于TLS/HTTPS中的协议和实现层漏洞非常频繁，这些代理必须至少与现代最新的Web浏览器和正确配置的Web服务器一样安全。与客户端TLS代理（例如，正如在几个防病毒产品中一样），网络设备中的代理可以为数百到数千个客户端提供服务，并且其TLS实现中的任何漏洞都可以显著降低企业安全性。为了分析网络设备的TLS安全性，我们开发了一个全面的框架，通过结合和扩展现有的客户端和基于网络的拦截研究工作的测试。我们在一年多的时间里分析了13个代表性的网络设备（包括通知受影响供应商之前和之后的版本，共17个版本），并发现了几个安全问题。例如，我们发现四个设备根本不执行证书验证，三个设备使用预生成的证书，十一个设备接受使用MD5签名的证书，从而使其客户端面临MITM攻击。我们的目标是强调企业和政府环境中广泛使用的TLS代理所带来的风险，这些风险可能会影响托管安全，隐私和财务敏感数据的许多系统。
2018-09-24 cs.CR
HTTPS Event-Flow Correlation: Improving Situational Awareness in Encrypted Web Traffic
在当前HTTPS占主导地位的网络流量中，实现态势感知是一个具有挑战性的过程。在本文中，我们提出了一种新的方法来加密的Web流量监测。首先，我们设计了一种基于主机和网络监控数据的关联方法，该方法基于它们的共同特征和关联时间窗。然后，我们详细分析相关性结果，以确定Web服务器和监控基础设施的配置，产生负面影响的相关性。我们描述了这些属性和可能的数据预处理技术，以尽量减少它们对相关性能的影响。此外，为了测试关联方法在不同Web服务器设置和最新加密协议中的行为，我们通过将关联功能调整为TLS 1.3和QUIC来对其进行修改。最后，我们从校园网收集的数据集上的相关性方法进行评估。结果表明，虽然相关性需要监控自定义事件和流功能，但即使使用为不久的将来设计的加密协议，它仍然是可行的。
2022-06-22 cs.CR
Padding Ain't Enough: Assessing the Privacy Guarantees of Encrypted DNS
DNS over TLS（DoT）和DNS over HTTPS（DoH）加密DNS，通过向被动攻击者隐藏DNS解析来保护用户隐私。然而，过去的攻击表明，加密的DNS仍然对流量分析敏感。因此，RFC 8467建议在加密之前填充消息，这大大降低了加密流量的特性。在本文中，我们表明，填充单独是不足以对抗DNS流量分析。我们提出了一种新的流量分析方法，结合大小和时间信息来推断用户访问的网站纯粹基于加密和填充的DNS跟踪。为此，我们对DNS序列进行建模，以捕捉通常触发数十个DNS解析而不仅仅是单个DNS事务的网站的复杂性。一项基于Alexa前10 k网站的封闭世界评估显示，攻击者可以在80.2%的网站中对至少一半的测试跟踪进行去匿名化，甚至可以正确标记32.0%的网站的所有跟踪。我们的研究结果破坏了DoT/DoH中最先进的消息填充策略的隐私目标。我们的结论表明，成功的缓解这种攻击必须删除查询响应之间的到达时间间隔的熵。
2019-07-02 cs.CR
DecETT: Accurate App Fingerprinting Under Encrypted Tunnels via Dual Decouple-based Semantic Enhancement
针对加密隧道下应用指纹识别性能不佳的问题，提出DecETT方法，通过引入TLS语义锚点增强应用特征，并利用双重解耦模块分离隧道特征，在五种加密隧道上超越现有方法。
2025-04-22 cs.CR
ET-BERT: A Contextualized Datagram Representation with Pre-training Transformers for Encrypted Traffic Classification
Institute of Information Engineering, Chinese Academy of Sciences（中国科学院信息工程研究所）；School of Cyber Security, University of the Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学网络空间安全学院）
加密流量分类需要从内容不可见和不平衡的流量数据中捕获有区别的和鲁棒的流量表示以进行准确的分类，这是具有挑战性的，但对于实现网络安全和网络管理是必不可少的。现有解决方案的主要局限性在于它们高度依赖于深度特征，而深度特征过度依赖于数据大小，并且难以对看不见的数据进行概括。如何利用开放域的未标记交通数据来学习具有较强泛化能力的表示仍然是一个关键挑战。在本文中，我们提出了一个新的流量表示模型，称为加密流量双向编码器表示从Transformer（ET-BERT），预训练深度上下文数据报级表示从大规模的未标记的数据。预训练的模型可以在少量特定于任务的标记数据上进行微调，并在五个加密流量分类任务中实现最先进的性能，将ISCX-Tor的F1显著推高至99.2%（绝对改善4.4%），ISCX-VPN-服务提高到98.9%（绝对提高5.2%），跨平台（Android）提高到92.5%（绝对提高5.4%），CSTNET-TLS 1.3提高到97.4%（绝对提高10.0%）。值得注意的是，我们通过分析密码的随机性来解释经验强大的预训练模型。它为我们理解加密流量的分类能力边界提供了见解。该代码可从以下网址获得：https://github.com/linwhitehat/ET-BERT。
2022-02-19 cs.AI cs.CR cs.NI
AutoML4ETC: Automated Neural Architecture Search for Real-World Encrypted Traffic Classification
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Orange Labs（Orange实验室）
针对深度学习加密流量分类器在生产环境中性能衰减且手动调整架构耗时的问题，提出AutoML4ETC工具自动设计高效神经架构，在真实和基准数据集上准确率优于现有方法且参数量更轻。
2023-10-13 cs.AI cs.CR cs.LG
Interpretable Anomaly Detection in Encrypted Traffic Using SHAP with Machine Learning Models
本研究提出一个结合多种机器学习分类器与SHAP的模型无关框架，用于加密流量异常检测，在三个基准数据集上验证，实现了高精度检测并增强模型可解释性。
2025-05-22 cs.CR
Stacco: Differentially Analyzing Side-Channel Traces for Detecting SSL/TLS Vulnerabilities in Secure Enclaves
英特尔Software Guard Extension（SGX）提供软件应用程序安全区，以保护其机密性和完整性免受恶意操作系统的攻击。SSL/TLS协议是用于保护传输层网络通信的事实标准，已被广泛部署用于安全通信信道。然而，在本文中，我们表明，新交所和SSL之间的婚姻可能不会一帆风顺。特别是，我们考虑一类侧信道攻击对SSL/TLS实现在安全飞地，我们称之为控制流推理攻击。在这些攻击中，恶意操作系统内核可以执行强大的内核中人攻击，以在页面、高速缓存行或分支级别收集飞地程序的执行痕迹，同时将其自身定位在两个通信方的中间。我们工作的中心是一个差分分析框架，称为Stacks，用于动态分析SSL/TLS实现并检测可被用作解密预言机的漏洞。令人惊讶的是，我们在检查过的所有SSL/TLS库的最新版本中发现了可利用的漏洞。为了验证检测到的漏洞，我们开发了一个内核中的攻击者来演示Bleichenbacher对SGX飞地中运行的最新OpenSSL库的攻击（在Graphene的帮助下），并完全打破了由4096位RSA公钥加密的PreMasterSecret，只有57286次查询。我们还针对在Graphene-SGX中运行的最新GnuTLS和mbedTLS的开源SGX实现（即，mbedTLS-SGX），并表明它只需要48388和25717查询，分别打破一个块的AES密文。经验评估表明，这些内核中的人攻击可…
2017-09-26 cs.CR
Encrypted DNS --> Privacy? A Traffic Analysis Perspective
实际上，每一个与互联网服务的连接都是在没有任何流量级保护的情况下进行DNS查找，从而实现操纵、重定向、监视和审查。为了解决这些问题，Google和Cloudflare等大型组织正在部署最近标准化的协议，这些协议可以加密最终用户和递归解析器（如DNS-over-TLS（DoT）和DNS-over-HTTPS（DoH））之间的DNS流量。在本文中，我们研究加密DNS流量是否可以保护用户免受基于流量分析的监控和审查。我们提出了一个新的功能集来执行攻击，因为那些用于攻击HTTPS或Tor流量不适合DNS的特性。我们表明，流量分析可以在封闭和开放世界设置中高精度地识别域，使用的数据比HTTPS流攻击少124倍。我们发现，位置、解析器、平台或客户端等因素确实会降低攻击性能，但它们远不能完全阻止攻击。我们的研究结果表明，基于DNS的审查仍然是可能的加密DNS流量。事实上，我们证明了标准化的填充方案是无效的。然而，Tor --它不能有效地减轻对Web流量的流量分析攻击--是对DoH流量分析的一个很好的防御。
2019-10-06 cs.CR
How Private is Android's Private DNS Setting? Identifying Apps by Encrypted DNS Traffic
DNS over TLS（DoT）和DNS over HTTPS（DoH）承诺通过加密DNS消息来提高DNS的隐私和安全性，特别是当消息被填充到统一大小时。首先，为了证明推荐的填充方法的局限性，我们提出了Segram，这是一种新的应用程序指纹攻击，允许对手推断哪些移动应用程序在设备上执行。其次，我们使用10种不同的DoT/DoH解析器记录了118个Android应用程序的流量轨迹，以研究Segram在不同条件下的有效性。根据我们的结果，Segram在受控的封闭世界设置中识别应用程序的准确率高达72%。Segram的有效性与最先进的技术相当，但Segram需要更少的计算工作量。我们发布数据集和代码。第三，我们研究了以隐私为中心的DoT/DoH解决方案中填充的流行率，发现高达81%的样本未能启用填充。我们的研究结果表明，推荐的填充方法不如预期的有效，并且解析器操作员没有充分意识到这一功能。
2021-06-26 cs.CR
X-PRINT:Platform-Agnostic and Scalable Fine-Grained Encrypted Traffic Fingerprinting
针对加密流量细粒度指纹识别依赖平台特征且开放世界扩展性不足的问题，提出以服务器为中心、基于 URI 调用模式的 X-PRINT 框架，实现跨平台鲁棒识别并达到最先进准确率。
2025-08-31 cs.CR
On the Practical Feasibility of Harvest-Now, Decrypt-Later Attacks
Universidad Carlos III de Madrid（马德里卡洛斯三世大学）
本文研究了“现在收集，以后解密”攻击的经济可行性，提出通过调整协议配置策略来增强防御，以应对量子计算对加密通信的威胁。
2026-03-01 cs.CR
Measuring the Accessibility of Domain Name Encryption and Its Impact on Internet Filtering
大多数在线通信依赖DNS将域名映射到其托管IP地址。以前的工作表明，由于原始DNS协议的未加密和未认证性质，基于DNS的网络干扰很普遍。除了DNS之外，当使用SNI扩展时，在TLS握手期间，访问的域名也可以由路径上的观察者监视。暴露的明文域名的这些挥之不去的问题已经导致了新一代协议的开发，这些协议使访问的域名隐藏起来。DNS-over-TLS（DoT）和DNS-over-HTTPS（DoH）隐藏DNS查询的域名，而加密服务器名称指示（ESNI）在SNI扩展中加密域名。我们提出了DNEye，一个建立在分布式有利位置网络之上的测量系统，我们用来研究DoT/DoH和ESNI的可访问性，并调查这些协议是否被网络提供商篡改（例如，审查）。此外，我们评估这些协议的有效性，在规避网络干扰时，访问传统的DNS操作阻止的内容。我们发现了在包括中国、俄罗斯和沙特阿拉伯在内的几个国家阻止域名加密技术的证据。与此同时，我们发现，域名加密可以帮助解除封锁超过55%和95%的审查域在中国和其他国家，基于DNS的过滤是大量使用。
2022-02-01 cs.CR cs.NI cs.SI
Are wearable devices ready for HTTPS? Measuring the cost of secure communication protocols on wearable devices
大多数可用的可穿戴设备需要与互联网服务器通信以进行数据分析和存储，并依赖于配对的智能手机来实现安全通信。但是，可穿戴设备大多配备WiFi网络接口，可以直接与互联网通信。然后，安全通信协议应该在这些可穿戴设备上运行，但目前还不清楚它们是否能得到有效支持。在本文中，我们表明，可穿戴设备准备直接和安全的互联网通信的控制和互联网服务器的实验手段。我们观察到，与通过蓝牙使用智能手机作为中继相比，通过可穿戴设备通过WiFi直接连接互联网可以减少整体能耗和通信延迟。我们还表明，TLS握手和加密引起的额外HTTPS成本与并行连接的数量密切相关，并且对可穿戴设备和智能手机具有相同的相对影响。
2016-12-13 cs.CR
The Inevitability of Side-Channel Leakage in Encrypted Traffic
本文从信息论角度证明了加密流量中侧信道泄露的不可避免性，通过构建形式模型并提出侧信道存在定理，为攻击可行性、防御基准和效率-隐私权衡提供了理论基础。
2026-02-15 cs.CR cs.IT math.IT
QUIC-Exfil: Exploiting QUIC's Server Preferred Address Feature to Perform Data Exfiltration Attacks
本文提出QUIC-Exfil方法，利用QUIC服务器首选地址特性将数据外泄伪装成连接迁移，实验表明多种异常检测分类器及主流防火墙均无法有效识别此类攻击。
2025-05-08 cs.CR
