Hva er et MixNet og hvordan fungerer det?

Når vi trenger å forbedre personvernet vårt på nettet, har vi ofte to alternativer: VPN eller Tor. De fleste internettbrukere vil ta i bruk førstnevnte, mens mer teknologikyndige individer vil bruke en blanding av de to.

Men i noen tilfeller kan MixNet, en annen anonymitetsløsning som ikke er allment tatt i bruk, men tilbyr kraftige personvernfunksjoner, være bedre. Så hva er det? Hvordan virker det? Og hvordan er det sammenlignet med Tor og VPN-er?

Hva er MixNet?

MixNet er forkortelse for Mix Network, en teknologi som bidrar til å holde informasjon som sendes over internett privat og sikker. Den gjør det ved å blande sammen data fra forskjellige kilder før de sendes til destinasjonen. Dette gjør det vanskelig for en utenforstående å finne datakilden og destinasjonen.

Mens de fleste internettdata er kryptert og innholdet beskyttet av protokoller som TLS og SSL, inneholder de metadata som utenforstående kan analysere og bruke til å identifisere avsendere og mottakere. Et MixNet implementerer metadata stokking for å beskytte brukernes personvern.

Hvordan fungerer et MixNet?

Et MixNet bruker protokoller som blander og blander data fra forskjellige kilder mens de sender dem gjennom et nettverk av sammenkoblede noder. Den blander metadata som geografisk plassering, avsender- og mottaker-IP-er, meldingsstørrelse og sende- og mottakstider. Det gjør det vanskelig for en utenforstående å få noen meningsfull innsikt som kan bidra til å avsløre brukernes identitet eller forutsi innholdet i dataene.

MixNets består av to komponenter:

• PKI (Public Key Infrastructure): Systemet som distribuerer offentlig nøkkelmateriale og nettverkstilkoblingsinformasjon som kreves for å betjene MixNet.
• Blandinger: Kryptografiske ruter som er en del av miksnettverket. De mottar innkommende meldinger, bruker kryptografisk transformasjon og blander data for å hindre observatører i å koble sammen innkommende og utgående meldinger.

PKI-systemet driver mix-nettverket, og hvis det kompromitteres, vil hele nettverket være i fare fordi angriperen kan erstatte noder med de som er under deres kontroll, slik at de kan ta over. Derfor må det desentraliseres.

Blandinger bryter ned data til biter og transformerer dem til cyphertekst, noe som resulterer i bitvis frakobling. Cyferteksten videresendes deretter gjennom en blandingskaskade (fast rekkefølge av noder) før den når destinasjonen. I tillegg legger blandinger til latens for å forhindre angrep basert på timingmønstre.

Selv om én blandingsnode er tilstrekkelig for å løse personvernhensyn, risikerer den å være et enkelt feilpunkt. Så, minst tre blandinger brukes, med hver uavhengig node som gir et ekstra lag av anonymitet og bidrar til den kollektive motstandskraften til nettverket.

MixNet vs. Tor

Tor er en annen teknologi utviklet for å forbedre personvernet på nettet som er mer utbredt. Den bruker imidlertid en annen tilnærming for å oppnå anonymitet.

Mens et MixNet fungerer ved å blande data for å gjøre det vanskelig å koble sammen opprinnelse og destinasjon, bruker Tor en teknikk kjent som løkruting, der data krypteres i lag og rutes gjennom en rekke reléer som drives av frivillige før de når destinasjonen.

Reléene i et Tor-nettverk fungerer kun for å kryptere dataene med unike nøkler uten å vite hvor trafikken kommer fra og hvor den er på vei. Hvert lag med kryptering gjør det vanskelig å spore opprinnelsen og destinasjonen.

Imidlertid krever Tor utgangsnoder – de siste reléene i nettverket – som dekrypterer det siste laget med kryptering og sender det til destinasjonen. Denne faktoren introduserer et sikkerhetsproblem hvis de endelige reléene er skadelige.

De unike tilnærmingene til online anonymitet som brukes av MixNets og Tor resulterer i forskjellige styrker og svakheter. For eksempel er MixNets flinke til å forhindre timing-korrelasjon og bekreftelsesangrep, mens Tor er effektivt mot nettstedsfingeravtrykk og Sybil-angrep.

I tillegg er Tor mer spenstig på grunn av et større nettverk og brukerbase, mens MixNets har lavere ventetid på grunn av færre nettverksreléer involvert. Valget mellom de to avhenger av spesifikke krav, for eksempel ønsket nivå av anonymitet, latenstidstoleranse og nettverksstørrelse.

MixNet vs. VPN

VPN-er (Virtual Private Networks) er kanskje de mest brukte online anonymitets- og sikkerhetsplattformene, delvis på grunn av deres enkle oppsett og en stor pool av tjenesteleverandører på markedet.

VPN-er lager en kryptert tunnel mellom brukeren og en server. Tunnelen krypterer brukerens internetttrafikk, skjuler deres personlige data, plassering og surfeaktivitet, og forhindrer dermed en utenforstående fra å avlytte.

Denne tilnærmingen er i motsetning til MixNets som kryptografisk transformerer bitstørrelser med data før de blandes og sendes gjennom flere releer for å gjøre det vanskelig å koble dataene med de involverte partene.

VPN-er er effektive i tilfeller der man ønsker å skjule posisjonen sin, koble seg sikkert til offentlig Wi-Fi, få tilgang til områdebegrenset innhold og opprettholde generelt personvern mens man surfer på internett. Men siden de må stole på en sentralisert VPN-serverinfrastruktur, er de underlagt tillitsproblemer og personvernproblemer.

På den annen side er MixNets mer effektive i tilfeller der sterk anonymitet og metadatabeskyttelse er nødvendig. De har også mindre ventetid og en mer desentralisert arkitektur enn VPN-er, som er avhengige av sentraliserte servere.

Begrensninger for MixNets

MixNets står også overfor flere begrensninger som kan påvirke deres effektivitet og praktiske…

Latens: Blandingsprosessen forsinker meldinger før de videresendes. Selv om dette er viktig for å forhindre timing av korrelasjonsangrep, kan det påvirke brukeropplevelsen for sanntidsapplikasjoner som krever interaksjoner med lav latens.

Nettverksskalerbarhetsproblemer: Etter hvert som antallet brukere og meldinger øker, blir det mer komplekst å opprettholde de nødvendige miksnodene og administrere prosessen. Nettverksskalerbarhet kan være en utfordring, spesielt i store applikasjoner av MixNets.

Båndbreddeoverhead: Blandingsprosessen øker størrelsen på datapakker, noe som fører til høyere båndbreddeforbruk enn direkte kommunikasjon. Dette kan være et problem for brukere med begrenset båndbredde eller applikasjoner som krever effektiv dataoverføring.

Brukerulemper: MixNets kan kreve at brukere installerer spesialisert programvare eller bruker spesifikke protokoller, noe som kan hindre utbredt bruk. Brukervennlige grensesnitt og sømløs integrasjon er nødvendig for å oppmuntre til brukermedvirkning.

Sybil-angrep: MixNets kan være sårbare for Sybil-angrep, der en angriper lager mange falske noder for å få innflytelse over nettverket. Dette kan føre til omdirigering av meldinger, manipulasjon eller brudd på personvernet.

Selv om MixNets tilbyr sterk personvern, gjør begrensningene deres dem mindre praktiske alternativer for personvern på nettet. Imidlertid tar flere kommende teknologier opp disse begrensningene. For eksempel, HOPR bruker P2P-nettverk av noder, noe som øker skalerbarheten, mens Nym arrangerer blandingsnoder i lag, og danner en arkitektur som tilbyr mer skalerbarhet uten at det går på bekostning av anonymiteten.

Bør du bruke MixNets?

Om du skal bruke MixNets for å forbedre personvernet ditt på nettet eller ikke, avhenger av dine spesifikke behov, din vilje til å tolerere ventetid og båndbredde overhead, og kompatibiliteten til applikasjonene dine.

Mixnets er egnet hvis du er spesielt opptatt av å være anonym, og hvis du har applikasjoner som ikke er tidssensitive; men de er uegnet hvis du foretrekker brukervennlige løsninger eller bruker sanntidskommunikasjonsapplikasjoner. Uansett er det viktig å nøye vurdere fordelene, begrensningene og hensynene før du bestemmer deg for om MixNets er nødvendig.