Structure and behavioral dynamics in a dark web child sexual abuse network

Abstract

Resumo: Esta dissertação de mestrado investiga a estrutura, o comportamento e a evolução de um fórum online de abuso sexual infantil hospedado na dark web, com base em dados privilegiados obtidos por meio da Operação Darknet, uma investigação de longo prazo conduzida pela Polícia Federal do Brasil. Utilizando uma abordagem que integra teoria de sistemas complexos, ciência de redes e contribuições da criminologia, analisamos como os usuários interagiam entre si e com os conteúdos ilícitos ao longo do tempo. Ao modelar o fórum como uma rede bipartida composta por usuários e postagens, identificamos diversas características estruturais, como assimetria extrema de atividade, organização hierárquica e formação de comunidades ou estruturas modulares na rede. Verificamos que aproximadamente 31% dos usuários foi responsável pela maior parte do conteúdo e das interações, enquanto a maioria dos participantes teve um envolvimento passivo, atuando principalmente como consumidores. Observamos também que, à medida que se expandiu, o fórum desenvolveu subgrupos cada vez mais complexos e especializados, refletindo a segmentação temática e a evolução das preferências dos usuários. Nossos resultados revelaram ainda que usuários altamente ativos tendiam a evitar as postagens mais populares, indicando padrões de interação disassortativa e o surgimento de núcleos isolados de conteúdo. Além disso, os indivíduos identificados e capturados pelas autoridades policiais apresentaram assinaturas comportamentais distintas, incluindo frequências de acesso mais elevadas, maior duração de atividade e inserção mais profunda em subcomunidades hierárquicas específicas. Esses padrões sugerem que propriedades estruturais e comportamentais podem ser utilizadas para detectar usuários de alto risco e priorizar ações investigativas. Ao combinar dados empíricos com métodos de redes complexas, nosso trabalho contribui para a compreensão do comportamento criminal em ambientes online e oferece subsídios para uma melhor compreensão da estrutura e funcionamento de redes de abuso sexual infantil.

Abstract: This dissertation investigates the structure, behavior, and evolution of an online child sexual abuse forum hosted on the dark web, drawing on privileged data obtained through Operation Darknet, a long-term investigation conducted by the Brazilian Federal Police. Using a framework that integrates complex systems theory, network science, and criminology insights, we analyzed how users interacted with one another and with illicit content over time. By modeling the forum as a bipartite network of users and posts, we identify key structural features, such as extreme activity asymmetry, hierarchical organization, and modular community for-mation. Approximately 31% of users generated most content and interactions, while most participants engaged passively, primarily as consumers. As the forum expanded, it developed increasingly complex and specialized subgroups, reflecting thematic segmentation and evolving user preferences. Our results reveal that highly active users tended to avoid the most popular posts, indicating disassortative interaction patterns and the emergence of isolated content hubs. Moreover, individuals identified and apprehended by law enforcement exhibited distinct behavioral signatures, including higher access frequencies, longer durations of activity, and deeper embedding within specific hierarchical subcommunities. These patterns suggest that structural and behavioral markers can be used to detect high-risk users and prioritize investigative efforts. By combining empirical data with advanced network modeling, this work contributes to the understanding of criminal behavior in online environments and offers insights for better understanding the structure and functioning of child sexual abuse networks.