Čo je to MixNet a ako to funguje?

Kedykoľvek potrebujeme zlepšiť naše súkromie online, často máme dve možnosti: VPN alebo Tor. Väčšina používateľov internetu si osvojí prvý, zatiaľ čo technicky zdatnejší jednotlivci použijú kombináciu oboch.

Ale v niektorých prípadoch môže byť MixNet, ďalšie riešenie anonymity, ktoré nie je široko prijaté, ale ponúka výkonné funkcie ochrany osobných údajov, lepšie. čo to teda je? Ako to funguje? A ako je to v porovnaní s Tor a VPN?

Čo je MixNet?

MixNet je skratka pre Mix Network, technológiu, ktorá pomáha udržiavať informácie odosielané cez internet v súkromí a bezpečnosti. Robí to zmiešaním údajov z rôznych zdrojov pred ich odoslaním na miesto určenia. Pre cudzinca je preto ťažké nájsť zdroj a cieľ údajov.

Zatiaľ čo väčšina internetových dát je šifrovaná a ich obsah chránený protokolmi ako napr TLS a SSLobsahuje metadáta, ktoré môžu analyzovať a použiť nezainteresovaní na identifikáciu odosielateľov a príjemcov. MixNet implementuje miešanie metadát na ochranu súkromia používateľov.

Ako funguje MixNet?

MixNet používa protokoly, ktoré miešajú a premiešavajú údaje z rôznych zdrojov, pričom ich posielajú cez sieť prepojených uzlov. Mieša metadáta, ako je geografická poloha, adresy IP odosielateľa a príjemcu, veľkosť správy a časy odoslania a prijatia. To sťažuje cudzincovi získať akékoľvek zmysluplné poznatky, ktoré by mohli pomôcť odhaliť identitu používateľov alebo predpovedať obsah údajov.

MixNets sa skladajú z dvoch komponentov:

• PKI (Infrastructure Public Key Infrastructure): Systém, ktorý distribuuje materiál s verejným kľúčom a informácie o sieťovom pripojení potrebné na prevádzku MixNet.
• Zmesi: Kryptografické trasy, ktoré sú súčasťou zmiešanej siete. Prijímajú prichádzajúce správy, používajú kryptografickú transformáciu a miešajú údaje, aby zabránili pozorovateľom prepojiť prichádzajúce a odchádzajúce správy.

Systém PKI napája zmiešanú sieť a v prípade ohrozenia bude celá sieť ohrozená, pretože útočník môže nahradiť uzly uzly, ktoré má pod kontrolou, čo im umožní prevziať kontrolu. Preto treba to decentralizovať.

Mixy rozdeľujú údaje na bity a transformujú ich na šifrovaný text, čo vedie k bitovej prepojenosti. Šifrovaný text sa potom prenáša cez zmiešanú kaskádu (pevné poradie uzlov) pred dosiahnutím cieľa. Okrem toho mixy pridávajú latenciu, aby sa zabránilo útokom na základe vzorcov načasovania.

Zatiaľ čo jeden zmiešaný uzol postačuje na riešenie obáv o súkromie, riskuje, že bude jediným bodom zlyhania. Používajú sa teda aspoň tri mixy, pričom každý nezávislý uzol poskytuje ďalšiu vrstvu anonymity a prispieva ku kolektívnej odolnosti siete.

MixNet vs. Tor

Tor je ďalšia technológia navrhnutá na zvýšenie ochrany súkromia online, ktorá je rozšírenejšia. Na dosiahnutie anonymity však používa iný prístup.

Zatiaľ čo MixNet funguje zmiešaním údajov, aby bolo ťažké prepojiť pôvod a cieľ, Tor využíva technika známa ako cibuľové smerovanie, kde sú údaje šifrované vo vrstvách a smerované cez sériu relé prevádzkovaných dobrovoľníkmi pred dosiahnutím cieľa.

Relé v sieti Tor fungujú iba na šifrovanie údajov pomocou jedinečných kľúčov bez toho, aby vedeli, odkiaľ prenos pochádza a kam smeruje. Každá vrstva šifrovania sťažuje sledovanie pôvodu a cieľa.

Podľa návrhu však Tor vyžaduje výstupné uzly – posledné relé v sieti – ktoré dešifrujú poslednú vrstvu šifrovania a posielajú ju na miesto určenia. Tento faktor predstavuje bezpečnostné riziko, ak sú konečné prenosy škodlivé.

Jedinečné prístupy k online anonymite, ktoré používajú MixNets a Tor, majú za následok rôzne silné a slabé stránky. MixNets sú napríklad dobré pri predchádzaní časovej korelácii a potvrdzovacím útokom, zatiaľ čo Tor je účinný proti snímaniu odtlačkov webových stránok. a Sybil útočí.

Okrem toho je Tor odolnejší vďaka väčšej sieti a používateľskej základni, zatiaľ čo MixNets majú nižšiu latenciu kvôli menšiemu počtu zapojených sieťových relé. Voľba medzi týmito dvoma závisí od konkrétnych požiadaviek, ako je požadovaná úroveň anonymity, tolerancia latencie a veľkosť siete.

MixNet vs. VPN

VPN (Virtuálne privátne siete) sú pravdepodobne najrozšírenejšie online platformy pre anonymitu a bezpečnosť, čiastočne kvôli ich jednoduchému nastaveniu a veľkému počtu poskytovateľov služieb na trhu.

Siete VPN vytvárajú šifrovaný tunel medzi používateľom a serverom. Tunel šifruje internetový prenos používateľa, skrýva jeho osobné údaje, polohu a aktivitu prehliadania, a tak zabraňuje odpočúvaniu cudzincom.

Tento prístup je na rozdiel od MixNetov, ktoré pred zmiešaním kryptograficky transformujú bitové časti údajov ich prenosom cez viaceré relé, aby sa sťažilo prepojenie údajov so zúčastnenými stranami.

Siete VPN sú účinné v prípadoch, keď chcete skryť svoju polohu, bezpečne sa pripojiť k verejnej sieti Wi-Fi, získať prístup k obsahu obmedzenému na región a zachovať všeobecné súkromie pri prehliadaní internetu. Keďže sa však musia spoliehať na centralizovanú infraštruktúru serverov VPN, podliehajú problémom s dôverou a obavami o súkromie.

Na druhej strane sú MixNets efektívnejšie v prípadoch, keď je potrebná silná anonymita a ochrana metadát. Majú tiež menšiu latenciu a decentralizovanejšiu architektúru ako VPN, ktoré závisia od centralizovaných serverov.

Obmedzenia MixNets

MixNets tiež čelia niekoľkým obmedzeniam, ktoré môžu ovplyvniť ich účinnosť a praktickosť...

1. Latencia: Proces miešania oneskoruje správy pred ich preposlaním. Aj keď je to nevyhnutné na zabránenie útokom na časovú koreláciu, môže to ovplyvniť používateľskú skúsenosť pre aplikácie v reálnom čase, ktoré vyžadujú interakcie s nízkou latenciou.
2. Problémy so škálovateľnosťou siete: So zvyšujúcim sa počtom používateľov a správ sa udržiavanie požadovaných zmiešaných uzlov a riadenie procesu stáva zložitejším. Škálovateľnosť siete môže byť výzvou, najmä vo veľkých aplikáciách MixNets.
3. Réžia šírky pásma: Proces miešania zväčšuje veľkosť dátových paketov, čo vedie k vyššej spotrebe šírky pásma ako pri priamej komunikácii. To môže byť problémom pre používateľov s obmedzenou šírkou pásma alebo aplikácie vyžadujúce efektívny prenos dát.
4. Používateľské nepohodlie: MixNets môže od používateľov vyžadovať inštaláciu špecializovaného softvéru alebo používanie špecifických protokolov, čo by mohlo brániť širokému prijatiu. Používateľsky prívetivé rozhrania a bezproblémová integrácia sú nevyhnutné na podporu účasti používateľov.
5. Sybil útočí: MixNets môžu byť zraniteľné voči útokom Sybil, kde útočník vytvorí mnoho falošných uzlov, aby získal vplyv na sieť. Mohlo by to viesť k presmerovaniu správ, manipulácii alebo narušeniu súkromia.

Hoci MixNets ponúkajú silnú ochranu súkromia, ich obmedzenia z nich robia menej pohodlné možnosti online súkromia. Niekoľko pripravovaných technológií však tieto obmedzenia rieši. napr. HOPR využíva P2P sieťovanie uzlov, čo zvyšuje škálovateľnosť, pričom Nym usporiada zmiešané uzly do vrstiev, čím vytvorí architektúru, ktorá ponúka väčšiu škálovateľnosť bez ohrozenia anonymity.

Mali by ste používať MixNets?

Či použiť MixNets na zlepšenie súkromia online alebo nie, závisí od vašich špecifických potrieb, vašej ochoty tolerovať oneskorenie a réžiu šírky pásma a kompatibility vašich aplikácií.

Mixnety sú vhodné, ak vám záleží najmä na anonymite a ak máte aplikácie, ktoré nie sú časovo náročné; sú však nevhodné, ak uprednostňujete užívateľsky prívetivé riešenia alebo používate komunikačné aplikácie v reálnom čase. V každom prípade je dôležité starostlivo zhodnotiť výhody, obmedzenia a úvahy skôr, ako sa rozhodnete, či sú MixNets nevyhnutné.