Bland nettverk

I 1981 publiserte kryptograf David Chaum "Usporbar elektronisk post, returadresser og digitale pseudonymer." Avisen introduserte det han kalte en mix: en server som tar et parti med krypterte meldinger, dekrypterer det ytre laget, omorganiserer dem og videresender dem til deres neste hopp eller endelige destinasjoner. En motstander som ser på ledningen ser N meldinger gå inn og N meldinger komme ut, men kan ikke fortelle hvilken inngang som ble hvilken utgang - med mindre de kontrollerer selve blandingen.

Den kryptografiske konvolutten

Den smarte delen er den lagdelte krypteringen. En avsender pakker hver melding inn i nestet kryptering: et ytre lag for den første blandingen, et mellomlag for den andre blandingen, et indre lag for mottakeren. Hver blanding skreller sitt eget lag med sin private nøkkel, og avslører bare adressen til neste hopp. Ingen enkelt blanding vet både hvem som sendte meldingen og hvem som mottar den. Onion-ruting og moderne Tor stammer direkte fra denne ideen.

Mixingstrategier: hvordan bekjempe timinganalyse

Hvis en blanding videresender hver melding i det øyeblikket den kommer, kan en observatør korrelere innganger og utganger ved å angi timing: "a,30et:0et: "a,30. pakke av samme størrelse igjen kl. 10:00:03.198, må de være samme pakke." Å beseire dette er det sentrale designproblemet til mix-nettverk. De klassiske strategiene:

• Tterskelmiks: vent til N meldinger samler seg, så bland og slipp dem alle samtidig. Sterk anonymitet, forferdelig ventetid for tider med lite trafikk.
• Pool-miks: ved hvert faste intervall, velg tilfeldig en brøkdel av bufrede meldinger som skal frigis; resten blir i neste runde.
• Stop-and-go (SG)-miks: hver melding har en per-miks-forsinkelse spesifisert av avsenderen, så selve rutingen koder for tidsspredningen.
• Kontinuerlig hold-tid mikser hver melding for eks-: forsinkelse, noe som gir jevn spredning uten store partier.

Tor bruker eksplisitt not miksing — det er en low-latency løkruter, som gjør nettlesing brukbar, men gjør nettverket sårbart overfor globale passive motstandere. Mix-nettverk aksepterer ventetid for å beseire akkurat den motstanderen.

Dekke trafikk

Hvis bare ti personer bruker et mix-nettverk, forteller bunking av ti meldinger motstanderen lite – de visste allerede hvem deltakerne var. Blandenettverk lener seg derfor på cover-trafikk (også kalt dummy- eller chaff-trafikk): brukere og mikser sender selv ubrukelige fyllmeldinger som ikke kan skilles fra ekte, så batchen er alltid full og anonymitetssettet alltid stort. Dekktrafikk er dyrt for båndbredde, noe som er en av grunnene til at forbrukernes anonymitetsverktøy unngår det.

Fra Chaum til Mixmaster til Nym

Det første utplasserte miksnettverket var Cypherpunks anonyme remailer i 1992. videresend-feilkorrigerte meldingsbiter med fast størrelse. Mixminion (2002) la til katalogservere, koblingskryptering og en sofistikert engangssvarblokk. Dette var systemer som bare var e-post – høy latens, høy anonymitet, nisje.

Moderne mix-nettverksprosjekter gjenoppliver designet for generell trafikk. Nym bruker Sphinx-pakkeformatet og Loopix-blandingsstrategi med dekktrafikk for å anonymisere vilkårlig TCP-trafikk. HOPR bruker en lignende tilnærming tilskyndet av blokkjedebetalinger. I2P (se vår I2P-artikkel) er nærmere løkruting enn miksing, men deler den lagdelte krypteringen.

Mix-nettverk vs Tor

Avveiningen er sterk. Tor: hundrevis av millisekunders ventetid, levedyktig for nettsurfing, sårbar for trafikkkorrelasjon. Bland nettverk: sekunder til minutter med ventetid, ubrukelig for direkte kommunikasjon, robust mot globale observatører. Etter hvert som overvåkingsmulighetene vokser, kan det hende at rattet for ventetid versus anonymitet må snus den andre veien for brukere med høyest risiko – og det er nettopp grunnen til at miksnettverk får et nytt utseende etter flere tiår med dvale.