一种基于机器学习的Tor网络识别探测技术
2021年电子技术应用第4期
张 玲1，卫传征1，林臻彪1，段琳琳2
1.北京赛博兴安科技有限公司，北京102200；2.郑州大学 信息工程学院，河南 郑州450001
摘要： Tor是一种基于洋葱路由通信协议建立的隐蔽加密通信系统。该系统基于互联网现有路由、数据加密等协议，构建了一套保护通信实体的身份隐匿机制，使得经过Tor网络传播的数据难以被有效追踪和分析。然而近年来这项隐蔽通信技术被罪犯大量使用，已成为网络犯罪和非法交易的温床。为有效应对该问题，提出一项基于机器学习的Tor网络识别检测技术，通过主动生成Tor网络流量，基于机器学习技术实施流特征提取与检测，从而发现参与Tor通信的网络实体及其通信类型，进而检出潜在的恶意暗网用户。实验表明，该方法可有效识别Tor通信实体以及通信行为，如电子邮件和FTP应用等。
中圖分類號： TN918
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200759
中文引用格式： 張玲，衛傳征，林臻彪，等. 一種基于機器學習的Tor網絡識別探測技術[J].電子技術應用，2021，47(4)：54-58.
英文引用格式： Zhang Ling，Wei Chuanzheng，Lin Zhenbiao，et al. A method for identifying Tor hosts based on machine learning techniques[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(4)：54-58.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200759
中文引用格式： 張玲，衛傳征，林臻彪，等. 一種基于機器學習的Tor網絡識別探測技術[J].電子技術應用，2021，47(4)：54-58.
英文引用格式： Zhang Ling，Wei Chuanzheng，Lin Zhenbiao，et al. A method for identifying Tor hosts based on machine learning techniques[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(4)：54-58.
A method for identifying Tor hosts based on machine learning techniques
Zhang Ling1，Wei Chuanzheng1，Lin Zhenbiao1，Duan Linlin2
1.Beijing Cyber XingAn Technology Co.，Ltd.，Beijing 102200，China； 2.School of Information Engineering，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China
Abstract： Tor is an anonymous Internet communication system based on onion routing network protocol. Network traffics generated by normal applications become hard to trace when they are delivered by Tor system. However, an increasing number of cyber criminals are utilizing Tor to remain anonymous while carrying out their crimes or make illegal transactions. As a countermeasure, this paper presents a method able to identify Tor traffics and thereby recognize related Tor hosts. The method proposes several groups of features extracted from network traffic and resort to machine learning algorithm to evaluate feature effectiveness. Experiments in real world dataset demonstrate that the proposed method is able to distinguish Tor flows from normal traffics as well as recognize the kind of activity in Tor generated by different normal applications.
Key words : darknet detection；Tor；communication entity recognition；machine learning
0 引言
Tor匿名網絡是一個由全球志愿者維護的各自匿名網絡所組成的大型分布式匿名通信網絡，其核心技術是美國海軍研究室開發的洋蔥路由系統，設計初衷是保護政府機關的數據通信隱私。
Tor用戶通過連接一系列虛擬通道在通信的源端與目的端之間建立間接的數據鏈路，使得包括個人和機構在內的用戶在互聯網中的數據傳輸行為匿名化[1]。由于該技術能夠有效規避網絡監管，成為訪問受限網段的有效措施。
洋蔥路由技術提供的身份匿名性和數據安全性使得Tor網絡成為網絡內容犯罪的溫床。同時，區塊鏈、虛擬數字貨幣等技術的發展為網上非法交易帶來便利，更使得包括Tor網絡在內的暗網成為互聯網中的法外之地，產生越來越多涉及黃、暴、恐的非法信息和非法交易。鑒于此，本文研究Tor網絡流量的分析和識別。對于給定的真實網絡數據，本研究的目標是鑒別其中流量是通過普通網絡通信數據還是Tor流量。在有效識別Tor流量基礎上，本文進一步研究Tor通信行為分類，包括瀏覽網頁、郵件服務、即時通信、流媒體、FTP、VoIP和P2P通信等。
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作者信息:
張 玲1，衛傳征1，林臻彪1，段琳琳2
（1.北京賽博興安科技有限公司，北京102200；2.鄭州大學 信息工程學院，河南 鄭州450001)
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