MixNet là gì và nó hoạt động như thế nào?
Bất cứ khi nào chúng ta cần cải thiện quyền riêng tư trực tuyến của mình, chúng ta thường có hai lựa chọn: VPN hoặc Tor. Hầu hết người dùng internet sẽ áp dụng cái trước, trong khi những người am hiểu công nghệ hơn sẽ sử dụng kết hợp cả hai.
Trong một số trường hợp nhất định, MixNet, một giải pháp ẩn danh ít được biết đến hơn với khả năng bảo mật mạnh mẽ, có thể tỏ ra vượt trội so với các lựa chọn thay thế phổ biến hơn như Tor và VPN. Tuy nhiên, người ta có thể suy ngẫm, chính xác thì thuộc tính của nó là gì? Nó hoạt động như thế nào? Và nó được đánh giá như thế nào so với các lựa chọn khác như Tor và VPN?
MixNet là gì?
MixNet đề cập đến một cơ chế bảo mật mạng nhằm đảm bảo quyền riêng tư và bảo mật của thông tin liên lạc trực tuyến thông qua quá trình che giấu dữ liệu. Bằng cách tích hợp các phần tử dữ liệu có nguồn gốc từ nhiều nguồn khác nhau trước khi truyền, phương pháp này khiến việc nhận dạng cả người gửi và người nhận trở thành thách thức đối với các bên trái phép.
Mặc dù phần lớn thông tin trực tuyến được bảo mật thông qua các phương thức mã hóa, chẳng hạn như Bảo mật lớp vận chuyển (TLS) và Lớp cổng bảo mật (SSL), một số chi tiết nhất định trong giao tiếp vẫn bị lộ mà các bên thứ ba có thể xem xét kỹ lưỡng để phân biệt danh tính của cả hai. người gửi và người nhận. Để đối phó với thách thức này, MixNets sử dụng một kỹ thuật được gọi là xáo trộn siêu dữ liệu để bảo vệ tính ẩn danh của người dùng.
MixNet hoạt động như thế nào?
MixNet sử dụng một loạt các giao thức được thiết kế để làm xáo trộn và xáo trộn thông tin được truyền qua mạng các thiết bị được kết nối của nó. Điều này bao gồm việc tích hợp các nguồn dữ liệu đa dạng và thao túng siêu dữ liệu liên quan, khiến các bên trái phép hầu như không thể thu thập thông tin hữu ích về danh tính người dùng hoặc dự đoán bản chất của thông tin liên lạc được trao đổi.
MixNets được tạo thành từ hai thành phần:
PKI, hay Cơ sở hạ tầng khóa công khai, đề cập đến một hệ thống chịu trách nhiệm phân phối các tài liệu khóa công khai cần thiết và thông tin kết nối mạng để tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của MixNet.
Mạng hỗn hợp sử dụng một loạt các tuyến dựa trên tiền điện tử đóng vai trò trung gian cho các liên lạc đến. Các tuyến này thực hiện các hoạt động mã hóa trên thông tin nhằm che giấu mọi kết nối giữa các tin nhắn nhận được và đích đến cuối cùng của chúng.
Cơ sở hạ tầng khóa công khai (PKI) đóng vai trò là nền tảng cho Mạng hỗn hợp, đóng vai trò quan trọng trong việc thiết lập niềm tin giữa những người tham gia. Tuy nhiên, nếu PKI bị xâm phạm, tính toàn vẹn của toàn bộ mạng sẽ bị đe dọa vì kẻ tấn công có thể phá hoại các nút hợp pháp bằng cách thay thế chúng bằng các đối tác trái phép dưới sự kiểm soát của chúng. Do đó, điều bắt buộc là PKI phải được thiết kế để hoạt động theo cách phi tập trung nhằm giảm thiểu những rủi ro bảo mật như vậy.
Các giao thức trộn xử lý thông tin bằng cách chia nó thành các đơn vị riêng biệt và chuyển đổi nó thành văn bản mã hóa, từ đó khiến thông tin không thể bị theo dõi thông qua mã hóa. Bản mã được mã hóa này được truyền qua một chuỗi các máy chủ trộn được xác định trước trước khi đến người nhận dự định. Hơn nữa, việc kết hợp thời gian trễ trong các quy trình này đóng vai trò như một biện pháp bảo vệ chống lại các nỗ lực đối nghịch dựa vào các mẫu thời gian cho mục đích nhận dạng.
Chỉ sử dụng một nút trộn có thể giải quyết thỏa đáng các vấn đề về quyền riêng tư; tuy nhiên, làm như vậy có nguy cơ chỉ dựa vào một điểm thất bại duy nhất. Để giảm thiểu mối lo ngại này, nhiều nút trộn được sử dụng, mỗi nút đóng vai trò như một thực thể độc lập nhằm nâng cao tính ẩn danh tổng thể do mạng cung cấp đồng thời củng cố sức mạnh tập thể của nó.
MixNet so với Tor
Tor là một công nghệ nổi bật nhằm tăng cường quyền riêng tư trực tuyến và được áp dụng rộng rãi hơn. Tuy nhiên, nó sử dụng một chiến lược riêng biệt để đảm bảo tính ẩn danh.
Tor sử dụng một phương pháp được gọi là định tuyến củ hành, bao gồm việc mã hóa dữ liệu thành nhiều lớp và truyền dữ liệu qua các máy chủ chuyển tiếp do các tình nguyện viên quản lý trước khi đến người nhận dự định. Ngược lại, MixNet che khuất kết nối giữa người gửi và người nhận bằng cách trộn lẫn thông tin liên lạc của họ với nhau, khiến việc thiết lập mối quan hệ trực tiếp giữa họ trở nên khó khăn.
Trong cấu hình của mạng Tor, các rơle chịu trách nhiệm mã hóa thông tin bằng các khóa mật mã riêng biệt mà không cần biết nguồn hoặc người nhận thông tin dự định. Mức độ mã hóa bổ sung này làm phức tạp thêm nỗ lực xác định nguồn gốc và điểm đến liên quan.
Tor sử dụng các nút thoát, đóng vai trò là trạm chuyển tiếp cuối cùng trong mạng của nó, để giải mã lớp mã hóa cuối cùng trước khi truyền nó đến người nhận dự định. Tuy nhiên, sự sắp xếp này thể hiện mối đe dọa bảo mật tiềm ẩn khi các nút thoát như vậy tỏ ra có ác ý.
MixNets và Tor sử dụng các chiến lược đặc biệt để đảm bảo tính ẩn danh trực tuyến, dẫn đến những ưu điểm và nhược điểm cụ thể. Ví dụ: MixNets thể hiện khả năng thành thạo trong việc ngăn chặn các mối tương quan tạm thời và các cuộc tấn công xác minh, trong khi Tor thể hiện khả năng bảo vệ chống lại các cuộc tấn công lấy dấu vân tay trang web và Sybil.
Ngoài ra, Tor còn được hưởng lợi từ mạng lưới và cơ sở người dùng lớn hơn, điều này góp phần tăng cường độ mạnh mẽ của nó. Ngược lại, MixNets được đặc trưng bởi độ trễ giảm do có ít rơle mạng tham gia vào quá trình liên lạc hơn. Quyết định liên quan đến việc lựa chọn cái này hay cái kia phụ thuộc vào các yếu tố như mức độ ẩn danh ưa thích, mức độ trễ có thể chấp nhận được và quy mô mạng được yêu cầu.
MixNet so với VPN
Mạng riêng ảo (VPN) đã trở thành một trong những phương tiện phổ biến nhất để duy trì tính ẩn danh trực tuyến và tăng cường bảo mật, chủ yếu là do quy trình cài đặt thân thiện với người dùng và sự phong phú của các nhà cung cấp dịch vụ sẵn có trong ngành.
VPN thiết lập kết nối được mã hóa, an toàn giữa người dùng cuối và máy chủ từ xa, che giấu hiệu quả thông tin cá nhân của người dùng, chẳng hạn như vị trí địa lý và các hoạt động trực tuyến của họ, bằng cách mã hóa tất cả lưu lượng truy cập internet của họ. Quá trình này khiến các bên trái phép không thể chặn hoặc giám sát thông tin liên lạc kỹ thuật số của người dùng.
Ngược lại với MixNets, sử dụng các phép biến đổi mật mã trên các bit thông tin riêng lẻ trước khi trộn chúng và truyền chúng qua một loạt các trung gian nhằm gây khó khăn cho việc thiết lập kết nối giữa các bên giao tiếp và nội dung được trao đổi, phương pháp này áp dụng một chiến lược thay thế.
VPN có thể khá hữu ích khi cố gắng che giấu vị trí địa lý của bạn, kết nối an toàn với mạng không dây không bảo mật, giành quyền truy cập vào nội dung bị giới hạn bởi địa lý và duy trì tính ẩn danh khi lướt web. Tuy nhiên, do sự cần thiết phải dựa vào mạng máy chủ VPN được quản lý tập trung, các hệ thống này có thể đặt ra các câu hỏi liên quan đến độ tin cậy và quyền riêng tư.
Ngược lại với VPN, MixNets thể hiện tính hiệu quả cao hơn khi tính ẩn danh mạnh mẽ và bảo mật siêu dữ liệu toàn diện là điều tối quan trọng. Ngoài ra, họ còn tự hào về độ trễ giảm và cấu trúc mạng phân tán, trái ngược với sự phụ thuộc vào các máy chủ đặt tại trung tâm đặc trưng của VPN.
Hạn chế của MixNets
MixNets phải tuân theo một số hạn chế nhất định, điều này có thể làm giảm hiệu quả và tính khả thi của chúng trong các ứng dụng trong thế giới thực…
Độ trễ vốn có trong quá trình trộn có thể làm trì hoãn việc truyền tin nhắn trước khi phổ biến, đây là biện pháp bảo mật quan trọng để chống lại các cuộc tấn công tương quan thời gian và đảm bảo quyền riêng tư. Tuy nhiên, độ trễ như vậy có thể ảnh hưởng bất lợi đến khả năng phản hồi của các ứng dụng thời gian thực đòi hỏi khả năng tương tác nhanh chóng.
Duy trì sự cân bằng tối ưu giữa số lượng nút trộn và khối lượng lưu lượng người dùng là điều cần thiết để đảm bảo hệ thống MixNet hoạt động trơn tru khi nó mở rộng quy mô để đáp ứng số lượng người dùng và tin nhắn ngày càng tăng. Quá trình này có thể ngày càng trở nên phức tạp cùng với sự phát triển của mạng, khiến khả năng mở rộng mạng trở thành một trở ngại tiềm ẩn cần được quản lý cẩn thận.
Kích thước gói dữ liệu tăng lên do quá trình trộn có thể dẫn đến việc sử dụng băng thông lớn hơn so với liên lạc trực tiếp, điều này có thể gây ra thách thức cho những cá nhân có dung lượng mạng bị hạn chế hoặc các tình huống cần truyền dữ liệu nhanh chóng.
MixNets có thể đưa ra thách thức về khả năng sử dụng do yêu cầu người dùng cài đặt phần mềm chuyên dụng hoặc sử dụng các giao thức truyền thông cụ thể, có khả năng hạn chế khả năng chấp nhận rộng rãi của nó. Để thúc đẩy sự tham gia ngày càng tăng của người dùng, điều cần thiết là các hệ thống này phải cung cấp giao diện trực quan và tích hợp mượt mà với các nền tảng hiện có.
MixNets dễ bị tấn công Sybil, trong đó một tác nhân độc hại tạo ra nhiều thực thể hư cấu với mục đích thực hiện quyền kiểm soát mạng quá mức. Những hành động như vậy có thể dẫn đến việc định tuyến lại tin nhắn, thay đổi thông tin hoặc vi phạm quyền riêng tư.
Mặc dù MixNets cung cấp khả năng bảo vệ quyền riêng tư mạnh mẽ nhưng những hạn chế của chúng khiến chúng trở thành những lựa chọn kém thuận tiện hơn cho quyền riêng tư trực tuyến. Tuy nhiên, một số công nghệ sắp tới đang giải quyết những hạn chế này. Ví dụ: HOPR sử dụng mạng P2P của các nút, giúp tăng khả năng mở rộng, trong khi Nym sắp xếp các nút hỗn hợp thành các lớp, tạo thành một kiến trúc cung cấp nhiều khả năng mở rộng hơn mà không ảnh hưởng đến tính ẩn danh.
Bạn có nên sử dụng MixNets?
Quyết định sử dụng MixNets để tăng cường quyền riêng tư trực tuyến tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của mỗi người, sự chấp nhận của họ về độ trễ tăng lên và việc sử dụng tài nguyên cũng như sự phù hợp của các chương trình phần mềm của họ.
Mixnet có thể là một lựa chọn khả thi cho những người ưu tiên tính ẩn danh trong các hoạt động trực tuyến của họ, cũng như đối với các tình huống mà tính kịp thời ít được quan tâm hơn. Tuy nhiên, mixnet không mang lại mức độ tiện lợi như các công nghệ mạng khác và do đó có thể không lý tưởng cho những người dùng đang tìm kiếm giải pháp thân thiện với người dùng hoặc những người dựa vào các công cụ liên lạc thời gian thực. Cuối cùng, cần cân nhắc cẩn thận về lợi ích, hạn chế và tác động liên quan đến việc sử dụng mixnet trước khi đưa ra quyết định về tính phù hợp của chúng.