Что такое MixNet и как она работает?

Всякий раз, когда нам нужно улучшить нашу конфиденциальность в Интернете, у нас часто есть два варианта: VPN или Tor. Большинство интернет-пользователей выберут первый вариант, в то время как более технически подкованные люди будут использовать сочетание обоих.

Но в некоторых случаях MixNet, еще одно решение анонимности, которое не получило широкого распространения, но предлагает мощные функции конфиденциальности, может быть лучше. Так что же это такое? Как это работает? И как он соотносится с Tor и VPN?

Что такое Микснет?

MixNet — это сокращение от Mix Network, технологии, которая помогает обеспечить конфиденциальность и безопасность информации, передаваемой через Интернет. Это достигается путем смешивания данных из разных источников перед отправкой их по назначению. Из-за этого постороннему лицу сложно найти источник и место назначения данных.

Хотя большая часть интернет-данных зашифрована, а их содержимое защищено такими протоколами, как

ТЛС и SSL, он содержит метаданные, которые посторонние могут анализировать и использовать для идентификации отправителей и получателей. MixNet реализует перетасовку метаданных для защиты конфиденциальности пользователей.

Как работает MixNet?

MixNet применяет протоколы, которые смешивают и перемешивают данные из разных источников, отправляя их через сеть взаимосвязанных узлов. Он смешивает метаданные, такие как географическое местоположение, IP-адреса отправителя и получателя, размер сообщения, а также время отправки и получения. Это затрудняет постороннему получение какой-либо значимой информации, которая могла бы помочь раскрыть личности пользователей или предсказать содержание данных.

MixNets состоят из двух компонентов:

• PKI (инфраструктура открытых ключей): Система, которая распределяет материалы открытого ключа и информацию о сетевых соединениях, необходимую для работы MixNet.
• Миксы: Криптографические маршруты, являющиеся частью смешанной сети. Они получают входящие сообщения, применяют криптографическое преобразование и смешивают данные, чтобы наблюдатели не могли связать входящие и исходящие сообщения.

Система PKI питает смешанную сеть, и в случае взлома вся сеть окажется под угрозой, поскольку злоумышленник может заменить узлы на те, которые находятся под его контролем, что позволит им взять управление на себя. Вот почему это должно быть децентрализовано.

Миксы разбивают данные на биты и преобразуют их в зашифрованный текст, что приводит к побитовой несвязности. Затем зашифрованный текст передается через каскад миксов (фиксированный порядок узлов), прежде чем достичь пункта назначения. Кроме того, миксы добавляют задержку для предотвращения атак, основанных на временных шаблонах.

Хотя одного узла смешивания достаточно для решения проблем конфиденциальности, он рискует стать единственной точкой отказа. Таким образом, используется как минимум три микса, причем каждый независимый узел обеспечивает дополнительный уровень анонимности и способствует коллективной устойчивости сети.

Микснет против. Тор

Tor — еще одна технология, предназначенная для повышения конфиденциальности в Интернете, которая получила более широкое распространение. Однако он использует другой подход для достижения анонимности.

В то время как MixNet работает путем смешивания данных, чтобы затруднить связь между источником и пунктом назначения, Tor использует метод, известный как луковая маршрутизация, где данные послойно шифруются и перед достижением пункта назначения проходят через ряд ретрансляторов, управляемых добровольцами.

Ретрансляторы в сети Tor функционируют только для шифрования данных с помощью уникальных ключей, не зная, откуда приходит трафик и куда он направляется. Каждый уровень шифрования затрудняет отслеживание источника и места назначения.

Однако по задумке Tor требуются выходные узлы — последние ретрансляторы в сети, которые расшифровывают последний уровень шифрования и отправляют его по назначению. Этот фактор создает проблему безопасности, если конечные ретрансляторы являются вредоносными.

Уникальные подходы к онлайн-анонимности, используемые MixNets и Tor, имеют разные сильные и слабые стороны. Например, MixNets хорошо предотвращает атаки с временной корреляцией и подтверждением, а Tor эффективен против снятия отпечатков пальцев с веб-сайтов. и Сивилла атакует.

Кроме того, Tor более устойчив благодаря большей сети и базе пользователей, в то время как MixNets имеют меньшую задержку из-за меньшего количества задействованных сетевых ретрансляторов. Выбор между ними зависит от конкретных требований, таких как желаемый уровень анонимности, устойчивость к задержкам и размер сети.

Микснет против. VPN

VPN (Виртуальные частные сети), пожалуй, являются наиболее широко распространенными онлайн-платформами анонимности и безопасности, отчасти из-за простоты их настройки и большого количества поставщиков услуг на рынке.

VPN создают зашифрованный туннель между пользователем и сервером. Туннель шифрует интернет-трафик пользователя, скрывая его личные данные, местоположение и активность в Интернете, и таким образом предотвращает подслушивание посторонних.

Этот подход отличается от MixNet, которые криптографически преобразуют фрагменты данных размером в бит перед смешиванием. их и пропускают через несколько ретрансляторов, чтобы затруднить связь данных с участвующими сторонами.

VPN эффективны в тех случаях, когда кто-то хочет скрыть свое местоположение, безопасно подключиться к общедоступному Wi-Fi, получить доступ к контенту с ограниченным регионом и сохранить общую конфиденциальность при работе в Интернете. Однако, поскольку им приходится полагаться на централизованную инфраструктуру VPN-серверов, они сталкиваются с проблемами доверия и конфиденциальности.

С другой стороны, MixNets более эффективны в тех случаях, когда необходима надежная анонимность и защита метаданных. У них также меньшая задержка и более децентрализованная архитектура, чем у VPN, которые зависят от централизованных серверов.

Ограничения MixNets

MixNets также сталкиваются с рядом ограничений, которые могут повлиять на их эффективность и практичность...

1. Задержка: Процесс смешивания задерживает сообщения перед их пересылкой. Хотя это важно для предотвращения атак с корреляцией времени, это может повлиять на взаимодействие с пользователем в приложениях реального времени, требующих взаимодействия с малой задержкой.
2. Проблемы масштабируемости сети: По мере увеличения количества пользователей и сообщений поддержание необходимых узлов микширования и управление процессом становятся более сложными. Масштабируемость сети может стать проблемой, особенно в крупномасштабных приложениях MixNet.
3. Накладные расходы на полосу пропускания: Процесс смешивания увеличивает размер пакетов данных, что приводит к более высокому потреблению полосы пропускания, чем при прямой связи. Это может быть проблемой для пользователей с ограниченной пропускной способностью или приложений, требующих эффективной передачи данных.
4. Неудобство пользователя: MixNets может потребовать от пользователей установки специального программного обеспечения или использования определенных протоколов, что может препятствовать широкому распространению. Для поощрения участия пользователей необходимы удобные интерфейсы и бесшовная интеграция.
5. Сивилла атакует: MixNets могут быть уязвимы для атак Сивиллы, когда злоумышленник создает множество поддельных узлов, чтобы получить влияние на сеть. Это может привести к перенаправлению сообщений, манипуляциям или нарушению конфиденциальности.

Хотя MixNets обеспечивают надежную защиту конфиденциальности, их ограничения делают их менее удобными вариантами обеспечения конфиденциальности в Интернете. Однако несколько будущих технологий устраняют эти ограничения. Например, ХОПР использует P2P-сеть узлов, что повышает масштабируемость, в то же время Ним распределяет узлы микширования по слоям, образуя архитектуру, которая обеспечивает большую масштабируемость без ущерба для анонимности.

Стоит ли использовать MixNets?

Использовать ли MixNets для улучшения вашей конфиденциальности в Интернете или нет, зависит от ваших конкретных потребностей, вашей готовности мириться с задержкой и нагрузкой на полосу пропускания, а также совместимости ваших приложений.

Микснеты подходят, если вы особенно заботитесь о сохранении анонимности и если у вас есть приложения, не зависящие от времени; но они непригодны, если вы предпочитаете удобные для пользователя решения или используете приложения для общения в реальном времени. В любом случае, важно тщательно оценить преимущества, ограничения и соображения, прежде чем решить, необходимы ли MixNet.