Hvad er et MixNet, og hvordan virker det?

Når vi har brug for at forbedre vores online privatliv, har vi ofte to muligheder: VPN'er eller Tor. De fleste internetbrugere vil anvende førstnævnte, mens mere teknologikyndige personer vil anvende en blanding af de to.

Men i nogle tilfælde kan MixNet, en anden anonymitetsløsning, der ikke er bredt udbredt, men tilbyder kraftfulde privatlivsfunktioner, være bedre. Så hvad er det? Hvordan virker det? Og hvordan er det sammenlignet med Tor og VPN'er?

Hvad er MixNet?

MixNet er en forkortelse for Mix Network, en teknologi, der hjælper med at holde information sendt over internettet privat og sikkert. Det gør det ved at blande data fra forskellige kilder, før det sendes til dets destination. Dette gør det svært for en udenforstående at finde dataens kilde og destination.

Mens de fleste internetdata er krypteret og dets indhold beskyttet af protokoller som f.eks TLS og SSL, den indeholder metadata, som udenforstående kan analysere og bruge til at identificere afsendere og modtagere. Et MixNet implementerer metadata-shuffling for at beskytte brugernes privatliv.

Hvordan virker et MixNet?

Et MixNet anvender protokoller, der blander og blander data fra forskellige kilder, mens de sender dem gennem et netværk af sammenkoblede noder. Den blander metadata såsom geografisk placering, afsender- og modtager-IP'er, beskedstørrelse og sende- og modtagetider. Det gør det svært for en udenforstående at få nogen meningsfuld indsigt, der kan hjælpe med at afsløre brugernes identitet eller forudsige indholdet af dataene.

MixNets består af to komponenter:

• PKI (Public Key Infrastructure): Systemet, der distribuerer offentlig nøglemateriale og netværksforbindelsesoplysninger, der kræves for at betjene MixNet.
• Blandinger: Kryptografiske ruter, der er en del af mix-netværket. De modtager indgående beskeder, anvender kryptografisk transformation og blander data for at forhindre observatører i at forbinde indgående og udgående beskeder.

PKI-systemet driver mix-netværket, og hvis det kompromitteres, vil hele netværket være i fare, fordi angriberen kan erstatte noder med dem, der er under deres kontrol, så de kan tage over. Derfor det skal decentraliseres.

Blandinger nedbryder data i bits og transformerer dem til cyphertext, hvilket resulterer i bitvis unlinkability. Cyferteksten videresendes derefter gennem en blandingskaskade (fast rækkefølge af noder), før den når destinationen. Derudover tilføjer blandinger latens for at forhindre angreb baseret på timingmønstre.

Selvom en blandingsknude er tilstrækkelig til at løse privatlivsproblemer, risikerer den at blive et enkelt fejlpunkt. Så der bruges mindst tre blandinger, hvor hver uafhængig node giver et ekstra lag af anonymitet og bidrager til netværkets kollektive modstandskraft.

MixNet vs. Tor

Tor er en anden teknologi designet til at forbedre online privatliv, som er mere udbredt. Det bruger dog en anden tilgang til at opnå anonymitet.

Mens et MixNet fungerer ved at blande data for at gøre det svært at forbinde oprindelsen og destinationen, bruger Tor en teknik kendt som løgrouting, hvor data krypteres i lag og dirigeres gennem en række relæer, der betjenes af frivillige, før de når sin destination.

Relæerne i et Tor-netværk fungerer kun til at kryptere data med unikke nøgler uden at vide, hvor trafikken kommer fra, og hvor den er på vej hen. Hvert lag af kryptering gør det vanskeligt at spore oprindelsen og destinationen.

Imidlertid kræver Tor udgangsnoder - de sidste relæer i netværket - som dekrypterer det sidste lag af kryptering og sender det til destinationen. Denne faktor introducerer et sikkerhedsproblem, hvis de sidste relæer er ondsindede.

De unikke tilgange til online anonymitet, der bruges af MixNets og Tor, resulterer i forskellige styrker og svagheder. For eksempel er MixNets gode til at forhindre timing-korrelation og bekræftelsesangreb, mens Tor er effektiv mod hjemmesidefingeraftryk og Sybil angreb.

Derudover er Tor mere modstandsdygtig på grund af et større netværk og brugerbase, mens MixNets har lavere latency på grund af færre involverede netværksrelæer. Valget mellem de to afhænger af specifikke krav, såsom det ønskede niveau af anonymitet, latenstidstolerance og netværksstørrelse.

MixNet vs. VPN

VPN'er (Virtuelle private netværk) er måske de mest udbredte online anonymitets- og sikkerhedsplatforme, delvist på grund af deres lette opsætning og en stor pulje af tjenesteudbydere på markedet.

VPN'er skaber en krypteret tunnel mellem brugeren og en server. Tunnelen krypterer brugerens internettrafik, skjuler deres personlige data, placering og browsingaktivitet, og forhindrer således en udefrakommende i at aflytte.

Denne tilgang er i modsætning til MixNets, som kryptografisk transformerer bitstørrelser af data før blanding dem og sende dem gennem flere relæer for at gøre det svært at forbinde dataene med de involverede parter.

VPN'er er effektive i tilfælde, hvor man ønsker at skjule deres placering, sikkert oprette forbindelse til offentligt Wi-Fi, få adgang til områdebegrænset indhold og opretholde generel privatliv, mens man surfer på internettet. Men da de er nødt til at stole på en centraliseret VPN-serverinfrastruktur, er de underlagt tillidsproblemer og privatlivsproblemer.

På den anden side er MixNets mere effektive i tilfælde, hvor der er behov for stærk anonymitet og metadatabeskyttelse. De har også mindre latenstid og en mere decentraliseret arkitektur end VPN'er, som er afhængige af centraliserede servere.

Begrænsninger af MixNets

MixNets står også over for flere begrænsninger, der kan påvirke deres effektivitet og praktiske...

1. Reaktionstid: Blandingsprocessen forsinker meddelelser, før de videresendes. Selvom dette er vigtigt for at forhindre timing-korrelationsangreb, kan det påvirke brugeroplevelsen for realtidsapplikationer, der kræver interaktioner med lav latens.
2. Problemer med netværksskalerbarhed: Efterhånden som antallet af brugere og meddelelser stiger, bliver det mere komplekst at vedligeholde de nødvendige mix-noder og styre processen. Netværksskalerbarhed kan være en udfordring, især i store applikationer af MixNets.
3. Båndbredde overhead: Blandingsprocessen øger størrelsen af ​​datapakker, hvilket fører til højere båndbreddeforbrug end direkte kommunikation. Dette kan være et problem for brugere med begrænset båndbredde eller applikationer, der kræver effektiv dataoverførsel.
4. Bruger besvær: MixNets kan kræve, at brugerne installerer specialiseret software eller bruger specifikke protokoller, hvilket kan hindre udbredt anvendelse. Brugervenlige grænseflader og problemfri integration er nødvendige for at tilskynde til brugerdeltagelse.
5. Sybil angreb: MixNets kan være sårbare over for Sybil-angreb, hvor en angriber opretter mange falske noder for at få indflydelse på netværket. Dette kan føre til omdirigering af meddelelser, manipulation eller brud på privatlivets fred.

Selvom MixNets tilbyder stærk beskyttelse af privatlivets fred, gør deres begrænsninger dem mindre bekvemme muligheder for online privatliv. Men flere kommende teknologier adresserer disse begrænsninger. For eksempel, HOPR bruger P2P netværk af noder, hvilket øger skalerbarheden, mens Nym arrangerer mix-noder i lag og danner en arkitektur, der tilbyder mere skalerbarhed uden at gå på kompromis med anonymiteten.

Skal du bruge MixNets?

Om du skal bruge MixNets til at forbedre dit online privatliv eller ej, afhænger af dine specifikke behov, din vilje til at tolerere latens og båndbredde overhead og kompatibiliteten af ​​dine applikationer.

Mixnets er velegnede, hvis du er særligt optaget af at forblive anonym, og hvis du har programmer, der ikke er tidsfølsomme; men de er uegnede, hvis du foretrækker brugervenlige løsninger eller bruger realtidskommunikationsapplikationer. Uanset hvad, er det vigtigt omhyggeligt at vurdere fordele, begrænsninger og overvejelser, før du beslutter, om MixNets er nødvendige.