論文の概要: Structural Decomposability of Encrypted Traffic Side-Channel Leakage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.19036v1
• Date: Mon, 20 Jul 2026 12:54:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-05 14:48:16.087993
• Title: Structural Decomposability of Encrypted Traffic Side-Channel Leakage
• Title（参考訳）: 暗号化トラフィックサイドチャネルリークの構造分解可能性
• Abstract要約: 既存のサイドチャネル理論は、内部構造を特徴づけることなく、リークを総量$I(X;Y)$として扱う。 本稿では,暗号トラヒック側チャネルリークのエンファン構造分解性について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.06940271479014
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Existing side-channel theories treat leakage as a holistic quantity $I(X;Y)$, without characterizing its internal structure. This paper studies the \emph{structural decomposability} of encrypted-traffic side-channel leakage. Via the structural causal model $X\!\to\!Y_{\mathrm{size}}\!\to\!Y_{\mathrm{dir}}\!\to\!Y_{\mathrm{time}}$ and the mutual-information chain rule, total leakage is decomposed into three sequential increments for packet size, direction, and timing. Defenses are formalized as mechanism replacement by a strategy variable~$D$; coupling information $C_{\mathrm{size,dir}}=I(Y_{\mathrm{size}};Y_{\mathrm{dir}}\!\mid\!X)$ measures inter-dimensional dependence, and the Markov residual gives a testable condition for a single-dimension defense to sever downstream leakage. Causal efficacy~$η_d$ quantifies per-unit-cost suppression, and a Fisher-geometric approximation $I(X;Y)\approx\frac{1}{2\ln 2}\mathrm{Tr}(GΣ_θ)$ holds under small perturbations. On the Wang dataset (95 websites), $Y_{\mathrm{dir}}$ dominates undefended leakage (0.637\,bits), while Tor's fixed 512-byte cells make $Y_{\mathrm{size}}$ degenerate; FRONT suppresses the direction term by 63\%, yet its Markov residual of 0.021\,bits (95\% CI $[0.016,0.027]$) shows it cannot sever timing leakage; $η_{\mathrm{dir}}=0.97$ vs. $η_{\mathrm{time}}\approx 0$ confirms FRONT's design intent. This yields a computable, structured leakage-accounting method for multi-dimensional joint defense design.
• Abstract（参考訳）: 既存のサイドチャネル理論は、内部構造を特徴づけることなく、リークを総量$I(X;Y)$として扱う。 本稿では,暗号トラヒック側チャネルリークの「emph{structureural decomposability}」について検討する。 構造因果モデル$X\! やれ! Y_{\mathrm{size}}\! やれ! Y_{\mathrm{dir}}\! やれ! Y_{\mathrm{time}}$と相互情報チェーンルールにより、総リークはパケットサイズ、方向、タイミングの3つのシーケンシャルインクリメントに分解される。 戦略変数~$D$; 結合情報$C_{\mathrm{size,dir}}=I(Y_{\mathrm{size}};Y_{\mathrm{dir}}\! さよなら! X) 次元間の依存度を測り、マルコフ残差は下流の漏れを抑えるために単次元防御の試験可能な条件を与える。 因果効果~$η_d$はユニットあたりのコスト抑制を定量化し、小さな摂動の下ではフィッシャー幾何学近似$I(X;Y)\approx\frac{1}{2\ln 2}\mathrm{Tr}(GΣ_θ)$が保持される。 Wangデータセット(95のWebサイト)では、$Y_{\mathrm{dir}}$は未定義のリーク(0.637\,bits)を支配し、Torの固定された512バイトセルは$Y_{\mathrm{size}}$ degenerate、FRONTは方向項を63\%抑制するが、そのMarkov残差は0.021\,bits (95\% CI $[0.016,0.027]$) であり、$η_{\mathrm{dir}}=0.97$ vs. $η_{\mathrm{time}}\approx 0$はFRONTの設計意図を確認する。 これは多次元関節防御設計のための計算可能で構造化された漏洩計数法である。

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