Etude des menaces contre la vie privée sur les réseaux sociaux : quantification et possibles solutions

Sharing information between users constitutes the cornerstone of the Web 2.0. Online Social Networks (OSN), with their billions of users, are a core component of this new generation of the web. In fact, OSNs offer innovative services allowing users to share their self-generated content (e.g., status, photos etc.) for free. However, this free access is usually synonymous with a subtle counterpart: the collection and usage of users' personal information in targeted advertisement. To achieve this goal, OSN providers are collecting a tremendous amount of personal, and usually sensitive, information about their users. This raises concerns as this data can be exploited by several entities to breach user privacy. The primary research goals of this thesis are directed toward understanding the privacy impact of OSNs.Our first contribution consists in demonstrating the privacy threats behind releasing personal information publicly. Two attacks are constructed to show that a malicious attacker (i.e., any external attacker with access to the public profile) can breach user privacy and even threaten his online security.Our first attack shows how seemingly harmless interests (e.g., music interests) can leak privacy-sensitive information about users. In particular, we infer their undisclosed (private) attributes using the public attributes of other users sharing similar interests. Leveraging semantic knowledge from Wikipedia and a statistical learning method, we demonstrated through experiments ---based on more than 104K Facebook profiles--- that our inference technique efficiently predicts attributes that are very often hidden by users.Our second attack is at the intersection of computer security and privacy. In fact, we show the disastrous consequence of privacy breach on security by exploiting user personal information ---gathered from his public profile--- to improve the password cracking process.First, we propose a Markov chain password cracker and show through extensive experiments that it outperforms all probabilistic password crackers we compared against. In a second step, we systematically analyze the idea that additional personal information about a user helps in speeding up password guessing. We propose a methodology that exploits this information in the cracking process and demonstrate that the gain can go up to 30%.These studies clearly indicate that publicly disclosing personal information harms privacy, which calls for a method to estimate this loss. Our second contribution tries to answer this question by providing a quantitative measure of privacy. We propose a practical, yet formally proved, method to estimate the uniqueness of each profile by studying the amount of information carried by public profile attributes. To achieve our goal, we leverage Ads Audience Estimation platform and an unbiased sample of more than 400K Facebook public profiles. Our measurement results show that the combination of gender, current city and age can identify close to 55% of users to within a group of 20 and uniquely identify around 18% of them.In the second part of this thesis, we investigate the privacy threats resulting from the interactions between the OSN platform and external entities. First, we explore the tracking capabilities of the three major OSNs (i.e., Facebook, Google+ and Twitter) and show that ``share-buttons'' enable them to persistently and accurately track users' web activity. Our findings indicate that OSN tracking is diffused among almost all website categories which allows OSNs to reconstruct a significant portion of users' web profile and browsing history.Finally, we develop a measurement platform to study the interaction between OSN applications --- of Facebook and RenRen --- and fourth parties. We show that several third party applications are leaking user information to ``fourth'' party entities such as trackers and advertisers. This behavior affects both Facebook and RenRen with varying severity.Les réseaux sociaux en ligne (OSNs) recueillent une masse de données à caractère privé. Le recueil de ces données ainsi que leur utilisation relèvent de nouveaux enjeux économiques et évoquent plusieurs questionnements notamment ceux relatifs à la protection de la vie privée. Notre thèse propose certaines réponses.Dans le premier chapitre nous analysons l'impact du partage des données personnelles de l'utilisateur sur sa vie privée. Tout d'abord, nous montrons comment les intérêts d'un utilisateur -- à titre d'exemple ses préférences musicales -- peuvent être à l'origine de fuite d'informations sensibles. Pour ce faire, nous inférons les attributs non divulgués du profil de l'utilisateur en exploitant d'autres profils partageant les même ''goûts musicaux''. Notre approche extrait la sémantique des intérêts en utilisant Wikipedia, les partitionne sémantiquement et enfin regroupe les utilisateurs ayant des intérêts semblables. Nos expérimentations réalisées sur plus de 104 milles profils publics collectés sur Facebook et plus de 2000 profils privés de bénévoles, montrent que notre technique d'inférence prédit efficacement les attributs qui sont très souvent cachés par les utilisateurs.Dans un deuxième temps, nous exposons les conséquences désastreuses du partage des données privées sur la sécurité. Nous nous focalisons sur les informations recueillies à partir de profils publics et comment celles-ci peuvent être exploitées pour accélérer le craquage des mots de passe. Premièrement, nous proposons un nouveau « craqueur » de mot de passe basé sur les chaînes de Markov permettant le cassage de plus de 80% des mots de passe, dépassant ainsi toutes les autres méthodes de l'état de l'art. Deuxièmement, et afin de mesurer l'impact sur la vie privée, nous proposons une méthodologie qui intègre les informations personnelles d'un utilisateur afin d'accélérer le cassage de ses mots de passe.Nos résultats mettent en évidence la nécessité de créer de nouvelles méthodes d'estimation des fuites d'informations personnelles, ce que nous proposons : il s'agit d'une méthode formelle pour estimer l'unicité de chaque profil en étudiant la quantité d'information portée par chaque attribut public.Notre travail se base sur la plate-forme publicitaire d'estimationd'utilisateurs de Facebook pour calculer l'entropie de chaque attribut public. Ce calcul permet d'évoluer l'impact du partage de ces informations publiquement. Nos résultats, basées sur un échantillon de plus de 400 mille profils publics Facebook, montrent que la combinaison de sexe, ville de résidence et age permet d'identifier d'une manière unique environ 18% des utilisateurs.Dans la deuxième section de notre thèse nous analysons les interactions entre la plate-forme du réseau social et des tiers et son impact sur à la vie privée des utilisateurs.Dans une première étude, nous explorons les capacités de « tracking » des réseaux sociaux Facebook, Google+ et Twitter. Nous étudions les mécanismes qui permettent à ces services de suivre d'une façon persistante l'activité web des utilisateurs ainsi que d'évaluer sa couverture. Nos résultats indiquent que le « tracking » utilisé par les OSNs couvre la quasi-totalité des catégories Web, indépendamment du contenu et de l'auditoire.Finalement, nous développons une plate-forme de mesure pour étudier l'interaction entre les plates-formes OSNs, les applications sociales et les « tierces parties » (e.g., fournisseurs de publicité). Nous démontrons que plusieurs applications tierces laissent filtrer des informations relatives aux utilisateurs à des tiers non autorisés. Ce comportement affecte à la fois Facebook et RenRen avec une sévérité variable :22 % des applications Facebook testées transmettent au moins un attribut à une entité externe. Quant à, RenRen, nous démontrons qu'il souffre d'une faille majeure causée par la fuite du jeton d'accès dans 69 % des cas