MIXshuffle

Mješavine mreža

12 min pročitatiAnonimnost

Mješovita mreža je akademski predak svakog alata za anonimnost za koji ste čuli: Tor, I2P, remaileri, moderni blockchain mikseri. David Chaum to je predložio 1981., desetljećima prije weba, a temeljni trik - prikupiti niz poruka, miješati ih i proslijediti tako da promatrač ne može povezati ulaze s izlazima - još uvijek definira kako jaka anonimnost izgleda danas.

Cjeloviti članak nalazi se u nastavku na engleskom jeziku.

I Godine 1981. kriptograf David Chaum objavio je "Elektronsku poštu kojoj se ne može ući u trag, povratne adrese i digitalne pseudonime." Rad je predstavio ono što je on nazvao mix: poslužitelj koji uzima hrpu šifriranih poruka, dekriptira vanjski sloj, mijenja njihov redoslijed i prosljeđuje ih do njihovih sljedećih skokova ili konačnih odredišta. Protivnik koji promatra žicu vidi N poruka koje ulaze i N poruka izlaze, ali ne može reći koji je ulaz postao koji izlaz — osim ako ne kontrolira sam miks.

Kriptografska omotnica

Pametan dio je slojevita enkripcija. Pošiljatelj omotava svaku poruku u ugniježđenu enkripciju: vanjski sloj za prvi miks, srednji sloj za drugi miks, unutarnji sloj za primatelja. Svaka mješavina ljušti vlastiti sloj svojim privatnim ključem, otkrivajući samo adresu sljedećeg skoka. Nijedan pojedinac ne zna tko je poslao poruku i tko ju je primio. Onion usmjeravanje i moderni Tor proizlaze izravno iz ove ideje.

Strategije miješanja: kako pobijediti analizu vremena

IAko mješavina prosljeđuje svaku poruku čim stigne, promatrač može korelirati ulaze i izlaze prema vremenu: "paket ušao u 10:00:03.142, paket iste veličine preostale na 10:00:03.198, moraju biti isti paket." Pobijediti ovo središnji je problem dizajna miješanih mreža. Klasične strategije:

  • Threshold mix: pričekajte dok se ne nakupi N poruka, zatim ih pomiješajte i pustite sve odjednom. Jaka anonimnost, užasna latencija za vrijeme slabog prometa.
  • Pool mix: u svakom fiksnom intervalu, nasumično odaberite dio poruka u međuspremniku za puštanje; ostatak ostaje za sljedeću rundu.
  • Stop-and-go (SG) miks: svaka poruka nosi odgodu po miksu koju je odredio pošiljatelj, tako da samo usmjeravanje kodira vremensku disperziju.
  • Kontinuirano vrijeme miksa: svaka poruka ima eksponencijalno raspoređenu kašnjenje, dajući glatku disperziju bez velikih serija.

Tor eksplicitno ne koristi miješanje — to je nisko-latencijski onion usmjerivač, koji čini pregledavanje korisnim, ali čini mrežu ranjivom na globalne pasivne protivnike koji mogu korelirati tokove na oba kraja. Mješovite mreže prihvaćaju kašnjenje kako bi porazile upravo tog protivnika.

Pokrijte promet

IAko samo deset ljudi koristi mješovitu mrežu, grupiranje deset poruka protivniku malo govori — već su znali tko su sudionici. Mješavine se stoga oslanjaju na prikriveni promet (također nazvan lažni promet): korisnici i sami miksevi šalju beskorisne dodatne poruke koje se ne razlikuju od stvarnih, tako da je skup uvijek pun, a skup anonimnosti uvijek velik. Pokriveni promet skup je za propusnost, što je jedan od razloga zašto ga alati za anonimnost potrošača izbjegavaju.

Od Chauma do Mixmastera do Nyma

Prva postavljena miješana mreža bila je Cypherpunks anonimni remailer 1992. godine. Mixmaster (1995.) dodao je ispravljene ispravljene pogreške isječke poruka fiksne veličine. Mixminion (2002) je dodao poslužitelje imenika, enkripciju veze i sofisticirani blok odgovora za jednokratnu upotrebu. To su bili sustavi samo za e-poštu — visoka latencija, visoka anonimnost, niša.

Moderni projekti miješanih mreža oživljavaju dizajn za opći promet. Nym koristi Sphinx format paketa i Loopix strategiju miješanja s prikrivenim prometom za anonimiziranje proizvoljnog TCP prometa. HOPR ima sličan pristup potaknut blockchain plaćanjima. I2P (pogledajte naš I2P članak ) bliži je onion routingu nego miješanju, ali dijeli podrijetlo slojevitog šifriranja.

Mix mreže nasuprot Tor

Razmjena je očita. Tor: stotine milisekundi latencije, održiv za pregledavanje weba, ranjiv na korelaciju prometa. Mješovita mreža: kašnjenje od sekundi do minuta, neupotrebljivo za komunikaciju uživo, otporno na globalne promatrače. Kako mogućnosti nadzora rastu, brojčanik latencije nasuprot anonimnosti možda će se morati okrenuti na drugu stranu za korisnike s najvećim rizikom — upravo je to razlog zašto mješovite mreže dobivaju drugi pogled nakon desetljeća mirovanja.

Često postavljana pitanja

Koja je razlika između miješane mreže i Tora?
Tor je onion usmjerivač niske latencije optimiziran za interaktivnu upotrebu — stranice se moraju učitati za nekoliko sekundi. Miješane mreže namjerno dodaju kašnjenje i skupljanje kako bi porazili napade analize prometa od kojih se Tor ne može obraniti. Oni se nalaze na različitim točkama na krivulji anonimnosti protiv latencije.
Tko danas zapravo koristi mix mreže?
Uglavnom istraživači, novinari s ekstremnim modelima prijetnji i mala populacija korisnika kriptovaluta koji koriste usluge miješanja na blockchainu. Mreža Nym najveća je trenutačna implementacija miješane mreže opće namjene.
Jesu li miks mreže isto što i "mikseri" ili tumbleri za kriptovalute?
Konceptualno srodni, ali vrlo različiti u praksi. Blockchain mikseri miješaju UTXO-e u javnoj knjizi kako bi prekinuli vezu između izvorne i odredišne ​​adrese. Mješovite mreže na razini mreže miješaju <em>pakete</em> u letu kako bi prekinule vezu između pošiljatelja i primatelja. Obojica nasljeđuju Chaumovu izvornu ideju.
Zašto ne pomiješate mreže za skaliranje uobičajene upotrebe?
Latencija je fundamentalno nekompatibilna s modernim webom. Korisnik koji upisuje u aplikaciju za chat ne može čekati 30 sekundi za svaku poruku. Miješane mreže blistaju za asinkronu komunikaciju — e-poštu, prijenos datoteka, povremene prijave — a to je manje tržište.
Poboljšava li dodavanje više skokova uvijek anonimnost?
Do određene točke. Više skokova povećava broj mikseva koje protivnik mora kompromitirati kako bi deanonimizirao korisnika, ali oni također umnožavaju kašnjenje i mogućnost da je jedan skok nepošten. Tri do sedam skokova je tipična slatka točka u dizajnu praktičnih miješanih mreža.
Mješavine mreža: izvorni dizajn anonimnosti Davida Chauma i njegovi moderni potomci