Какво е MixNet и как работи?

Винаги, когато трябва да подобрим поверителността си онлайн, често имаме две възможности: VPN или Tor. Повечето потребители на интернет ще възприемат първото, докато хората с повече технологии ще използват комбинация от двете.

Но в някои случаи MixNet, друго решение за анонимност, което не е широко разпространено, но предлага мощни функции за поверителност, може да бъде по-добро. И така, какво е това? Как работи? И как се сравнява с Tor и VPN?

Какво е MixNet?

MixNet е съкращение от Mix Network, технология, която помага да запазите информацията, изпратена по интернет, частна и защитена. Той прави това чрез смесване на данни от различни източници, преди да ги изпрати до местоназначението им. Това затруднява външен човек да намери източника и дестинацията на данните.

Докато повечето интернет данни са криптирани и съдържанието им е защитено от протоколи като напр TLS и SSL, съдържа метаданни, които външни лица могат да анализират и използват за идентифициране на подателите и получателите. MixNet прилага разбъркване на метаданни, за да защити поверителността на потребителите.

Как работи MixNet?

MixNet прилага протоколи, които смесват и разбъркват данни от различни източници, докато ги изпращат през мрежа от взаимосвързани възли. Той смесва метаданни като географско местоположение, IP адреси на подател и получател, размер на съобщението и времена за изпращане и получаване. Това затруднява външен човек да получи някаква значима информация, която би могла да помогне за разкриването на самоличността на потребителите или да предскаже съдържанието на данните.

MixNets се състоят от два компонента:

• PKI (инфраструктура с публичен ключ): Системата, която разпространява публичен ключов материал и информация за мрежова връзка, необходима за работа с MixNet.
• Смеси: Криптографски маршрути, които са част от смесената мрежа. Те получават входящи съобщения, прилагат криптографска трансформация и смесват данни, за да попречат на наблюдателите да свързват входящи и изходящи съобщения.

PKI системата захранва смесената мрежа и ако бъде компрометирана, цялата мрежа ще бъде изложена на риск, тъй като атакуващият може да замени възли с такива под техен контрол, което им позволява да поемат. Ето защо трябва да се децентрализира.

Смесите разбиват данните на битове и ги трансформират в шифрован текст, което води до несвързване по битове. След това шифротекстът се препредава чрез смесена каскада (фиксиран ред на възли), преди да достигне дестинацията. В допълнение, миксовете добавят латентност, за да предотвратят атаки, базирани на времеви модели.

Въпреки че един смесен възел е достатъчен за справяне с проблемите, свързани с поверителността, той рискува да бъде единична точка на повреда. Така че се използват най-малко три микса, като всеки независим възел осигурява допълнителен слой на анонимност и допринася за колективната устойчивост на мрежата.

MixNet срещу. Tor

Tor е друга технология, предназначена да подобри онлайн поверителността, която е по-широко възприета. Той обаче използва различен подход за постигане на анонимност.

Докато MixNet работи чрез смесване на данни, за да затрудни свързването на произхода и дестинацията, Tor използва техника, известна като onion routing, където данните се криптират на слоеве и се насочват през поредица от релета, управлявани от доброволци, преди да достигнат местоназначението си.

Релетата в Tor мрежа функционират само за криптиране на данните с уникални ключове, без да знаят откъде идва трафикът и накъде се насочва. Всеки слой на криптиране затруднява проследяването на произхода и местоназначението.

По дизайн обаче Tor изисква изходни възли – крайните релета в мрежата – които декриптират последния слой на криптиране и го изпращат до дестинацията. Този фактор създава проблеми със сигурността, ако крайните релета са злонамерени.

Уникалните подходи към онлайн анонимността, използвани от MixNets и Tor, водят до различни силни и слаби страни. Например MixNets са добри в предотвратяването на корелация на времето и атаки за потвърждение, докато Tor е ефективен срещу отпечатъци на уебсайтове и Сибил атакува.

Освен това Tor е по-устойчив поради по-голямата мрежа и потребителска база, докато MixNets имат по-ниска латентност поради по-малко включени мрежови релета. Изборът между двете зависи от конкретни изисквания, като желаното ниво на анонимност, толерантност към латентност и размер на мрежата.

MixNet срещу. VPN

VPN (Виртуални частни мрежи) са може би най-широко възприетите онлайн платформи за анонимност и сигурност, отчасти поради лесната им настройка и голям набор от доставчици на услуги на пазара.

VPN мрежите създават криптиран тунел между потребителя и сървъра. Тунелът криптира интернет трафика на потребителя, като крие техните лични данни, местоположение и активност на сърфиране, и по този начин предотвратява подслушването на външен човек.

Този подход е за разлика от MixNets, които криптографски трансформират парчета данни с битов размер преди смесване и преминаването им през множество релета, за да затрудни свързването на данните с участващите страни.

VPN мрежите са ефективни в случаите, когато някой желае да скрие местоположението си, да се свърже сигурно с обществен Wi-Fi, да има достъп до регионално ограничено съдържание и да поддържа обща поверителност, докато сърфира в интернет. Въпреки това, тъй като те трябва да разчитат на централизирана VPN сървърна инфраструктура, те са обект на проблеми с доверието и опасения за поверителността.

От друга страна, MixNets са по-ефективни в случаите, когато е необходима силна анонимност и защита на метаданните. Те също така имат по-малко забавяне и по-децентрализирана архитектура от VPN, които зависят от централизирани сървъри.

Ограничения на MixNets

MixNets също са изправени пред няколко ограничения, които могат да повлияят на тяхната ефективност и практичност...

1. Латентност: Процесът на смесване забавя съобщенията, преди да бъдат препратени. Въпреки че това е от съществено значение за предотвратяване на атаки с корелация на времето, то може да повлияе на потребителското изживяване за приложения в реално време, които изискват взаимодействия с ниска латентност.
2. Проблеми с мащабируемостта на мрежата: Тъй като броят на потребителите и съобщенията се увеличава, поддържането на необходимите микс възли и управлението на процеса стават по-сложни. Мащабируемостта на мрежата може да бъде предизвикателство, особено в широкомащабни приложения на MixNets.
3. Разход на честотна лента: Процесът на смесване увеличава размера на пакетите с данни, което води до по-висока консумация на честотна лента в сравнение с директната комуникация. Това може да е проблем за потребители с ограничена честотна лента или приложения, изискващи ефективен трансфер на данни.
4. Неудобство за потребителя: MixNets може да изисква от потребителите да инсталират специализиран софтуер или да използват специфични протоколи, което може да попречи на широкото приемане. Удобните за потребителя интерфейси и безпроблемната интеграция са необходими за насърчаване на участието на потребителите.
5. Сибил атакува: MixNets може да бъде уязвим на Sybil атаки, при които нападателят създава много фалшиви възли, за да получи влияние върху мрежата. Това може да доведе до пренасочване на съобщения, манипулация или нарушаване на поверителността.

Въпреки че MixNets предлагат силна защита на поверителността, техните ограничения ги правят по-малко удобни опции за онлайн поверителност. Няколко предстоящи технологии обаче се справят с тези ограничения. Например, HOPR използва P2P мрежово свързване на възли, което увеличава скалируемостта, докато Nym подрежда смесени възли в слоеве, образувайки архитектура, която предлага повече мащабируемост, без да компрометира анонимността.

Трябва ли да използвате MixNets?

Дали да използвате MixNets за подобряване на вашата онлайн поверителност или не, зависи от вашите специфични нужди, желанието ви да толерирате забавяне и честотна лента, както и съвместимостта на вашите приложения.

Mixnets са подходящи, ако сте особено загрижени да останете анонимни и ако имате приложения, които не са чувствителни към времето; но те са неподходящи, ако предпочитате удобни за потребителя решения или използвате приложения за комуникация в реално време. Така или иначе, важно е внимателно да оцените предимствата, ограниченията и съображенията, преди да решите дали MixNets са необходими.