Mix Network

आना पीटर को निजी संदेश भेजती है। रास्ते में कोई उसका पाठ नहीं पढ़ सकता, फिर भी कोई पर्यवेक्षक देख सकता है कि आना से डेटा निकला और थोड़ी देर बाद पीटर को पहुँचा। यही पैटर्न बार-बार दिखे तो पता लगाया जा सकता है कि कौन किससे बात करता है। इन संकेतों को मेटाडेटा कहते हैं: संदेश के आसपास की जानकारी, जैसे समय, आकार या नेटवर्क पते। चाउम का 1981 का लेख इलेक्ट्रॉनिक डाक की इसी समस्या पर था। सवाल केवल पत्र पर ताला लगाने का नहीं, उसका रास्ता पता लगाना मुश्किल बनाने का भी था। इसलिए मिक्स नेटवर्क, सामग्री के एन्क्रिप्शन से अलग तरह की सुरक्षा देता है। [1] [2] [9]

A, B और C से होकर जाने वाला सरल रास्ता सोचिए। आना पहले मूल संदेश को पीटर के लिए एन्क्रिप्ट करती है। फिर उसे आखिरी नोड C के लिए लपेटती है, उस पैकेट को B के लिए और अंत में पहले नोड A के लिए। वह उनकी सार्वजनिक कुंजियों का इस्तेमाल करती है: उनसे ऐसा एन्क्रिप्टेड आवरण बनता है जिसे संबंधित निजी कुंजी खोलती है। कुंजियाँ संख्यात्मक डेटा होती हैं जिनका एन्क्रिप्शन प्रोग्राम इस्तेमाल करता है। सार्वजनिक कुंजी साझा की जा सकती है, जबकि हर नोड अपनी निजी कुंजी गुप्त रखता है। अपनी परत हटाकर A जानता है कि भीतर का पैकेट कहाँ भेजना है; इससे उसे बाकी कुंजियाँ नहीं मिल जातीं। परतें उलटे क्रम में तैयार होती हैं ताकि रास्ते में सही क्रम से खुलें। यह समझाने का मॉडल है, हर मिक्स नेटवर्क में ठीक तीन नोड होने का दावा नहीं। [1] [4] [5]

यदि A में केवल आना का संदेश आया और तुरंत केवल एक संदेश बाहर गया, तो निगरानी करने वाले का काम आसान होगा। इसलिए पारंपरिक बैच मिक्स कई संदेश इकट्ठे करके आगे भेजता है। समूह में प्रसंस्करण से इनपुट और आउटपुट के बीच संभावित मेल बढ़ते हैं। पैकेटों का आकार बराबर करना भी ज़रूरी है, वरना असामान्य रूप से बड़ा पैकेट पहचाना जा सकता है। तय लंबाई तक डेटा जोड़ने को padding कहते हैं। लोगों या संदेशों की संख्या अपने आप में निजता का सटीक माप नहीं है; यह भी मायने रखता है कि पर्यवेक्षक पहले से क्या जानता है। [1] [3]

मिक्स अपनी एन्क्रिप्शन परत हटाता है, प्रोटोकॉल के अनुसार संदेश जाँचता है और उसी बाहरी पैकेट की साधारण प्रति आगे नहीं भेजता। इसलिए प्रवेश और निकास पर हूबहू एक जैसे डेटा का मिलान भर पर्याप्त नहीं रहता। क्रम भी बदलता है: चाउम के मूल प्रस्ताव में बैच के आउटपुट उनके डेटा के आधार पर क्रमबद्ध होते थे; दूसरी रचनाएँ अलग तरीके अपनाती हैं। महत्वपूर्ण बात यह है कि निकलने का क्रम आने का क्रम न बताए। मिक्स दोबारा पेश किए गए संदेशों की भी जाँच करता है। अगला नोड इसी तरह काम करता है और आखिरी नोड पैकेट प्राप्तकर्ता की ओर भेजता है। पीटर के लिए लिखा पाठ प्राप्तकर्ता के लिए किए गए अलग एन्क्रिप्शन से सुरक्षित रहता है। [1] [3] [5]

साझा बैच का इंतज़ार करने के बजाय संदेश लगातार भी भेजे जा सकते हैं, हर एक को अलग यादृच्छिक देरी देकर। इससे पैकेट, यानी डेटा के एक समूह, के आने और जाने के समय का संबंध कमज़ोर होता है। कवर ट्रैफिक भी मदद करता है: ऐसे संदेश जिनमें उपयोगकर्ता की वास्तविक बात नहीं होती, लेकिन देखने वाले को असली संदेश जैसे लगने चाहिए। केवल डेटा की आवाजाही से जानना कठिन होता है कि आना ने वास्तव में कब कुछ लिखा। Loopix का डिज़ाइन ऐसा ही है और Nym भी उसके विचारों का उपयोग करता है। बदले में अधिक डेटा, उपकरणों का काम और इंतज़ार लगता है। इन खर्चों की सेटिंग मिलने वाली निजता को भी प्रभावित करती है। [3] [5]

पारंपरिक मॉडल में रास्ते का कम से कम एक मिक्स नियम माने और अपने इनपुट-आउटपुट का संबंध हमलावर को न बताए, तो यह अंदरूनी मिलान छिपा रह सकता है। ईमानदार का मतलब यहाँ यही व्यवहार है, संचालक के पूरे चरित्र का मूल्यांकन नहीं। इसका अर्थ यह नहीं कि एक ईमानदार सर्वर हर स्थिति सुलझा देगा। हमलावर समूह के बाकी सभी संदेश पहचान ले, तो आना का संदेश बाकी विकल्प हटाने पर सामने आ सकता है। नेटवर्क के सिरों की निगरानी, लंबे समय की उपयोगकर्ता गतिविधि और ट्रैफिक बदलने की क्षमता भी महत्वपूर्ण हैं। इसलिए शोध खतरे का मॉडल बताता है: विरोधी ठीक क्या देख और नियंत्रित कर सकता है। [1] [3]

हमलावर पकड़ा हुआ पैकेट दोबारा भेज सकता है और दूसरे सिरे पर उससे मेल खाता दोहराव खोज सकता है। वह डेटा बदलकर संदेश पर निशान लगाने, ट्रैफिक को देर से भेजने या कुछ संदेश हटा देने की कोशिश भी कर सकता है। इसलिए बचाव में डेटा की अखंडता जाँचना और दोहराव का रिकॉर्ड रखना शामिल है। Loopix और Nym में इस्तेमाल होने वाला Sphinx प्रारूप नोडों को इन जाँचों की जानकारी देता है। कुछ डिज़ाइनों में कवर संदेश ट्रैफिक के नुकसान का पता लगाने में भी मदद करते हैं। ये निश्चित मान्यताओं वाले निश्चित बचाव हैं, नेटवर्क को बाधित न कर पाने का वादा नहीं। एन्क्रिप्टेड संदेश भी पहुँचने से रोका जा सकता है। [3] [5]

आना पीटर को वापसी के रास्ते के एन्क्रिप्टेड निर्देश दे सकती है। वह उनका इस्तेमाल करके उत्तर भेजता है, बिना आना का सामान्य नेटवर्क पता जाने। चाउम ने ऐसे वापसी पतों का वर्णन भी किया था। कुछ आधुनिक प्रणालियाँ SURB (Single-Use Reply Block) कहलाने वाले एक बार उपयोग के उत्तर ब्लॉक अपनाती हैं; एक बार इस्तेमाल होना सुरक्षा का हिस्सा है, मनमानी बाधा नहीं। छद्मनाम से पता चल सकता है कि कई संदेश एक लेखक के हैं, बिना उसका असली नाम बताए; मगर इसी से वे संदेश आपस में जुड़ते भी हैं। आना खुद पाठ में परिचय या निजी जानकारी दे, तो रास्ता छिपाने से वह खुलासा वापस नहीं होता। [1] [10]

Tor भी संवाद को कई मध्यस्थों से गुज़ारता है, मगर सामान्य वेब ब्राउज़िंग के लिए कम देरी को प्राथमिकता देता है। दोनों सिरों पर अच्छी स्थिति में मौजूद पर्यवेक्षक समय और डेटा की मात्रा का मिलान कर सकता है। Tor में padding के तरीके भी हैं, इसलिए कहना गलत होगा कि वह कोई कवर ट्रैफिक नहीं इस्तेमाल करता। पारंपरिक मिक्सनेट, जैसे संदेश पहुँचाने में, अधिक इंतज़ार स्वीकार करते हैं। Loopix कुछ सेकंड के स्तर की देरी वाला समझौता तलाशता है। Nym अपने mixnet मोड और तेज़ dVPN मोड में अंतर करता है। dVPN मोड में डेटा यहाँ बताई गई संदेश-मिश्रण प्रक्रिया के बजाय एन्क्रिप्टेड सुरंगों से होकर जाता है। इसलिए नाम या रास्ते की लंबाई पर्याप्त नहीं: वास्तविक संचार तरीका और जिस खतरे से बचना है, वे महत्वपूर्ण हैं। [4] [9] [8] [3] [5] [11]

Bitcoin वॉलेट भुगतान पाने और भेजने में मदद करने वाला ऐप है। वॉलेट या दूसरा ऐप उपयुक्त नेटवर्क रास्ते का समर्थन करे, तो मिक्सनेट उसके ट्रैफिक को किसी खास इंटरनेट कनेक्शन से जोड़ना कठिन कर सकता है। यह Bitcoin प्रोटोकॉल की अपने आप मिलने वाली सुविधा नहीं और सिक्के मिलाने वाली सेवा भी नहीं। Bitcoin लेनदेन के सार्वजनिक संबंध ब्लॉकचेन, यानी लेनदेन के साझा रिकॉर्ड में बने रहते हैं; छिपा रास्ता उन्हें मिटाता नहीं। BIP 324 भी नोडों के बीच कनेक्शन एन्क्रिप्ट करता है, प्रेषक छिपाने के लिए संदेश नहीं मिलाता। इसलिए संचार की निजता और भुगतान इतिहास की निजता अलग हैं। Mix Network पहली परत समझने में मदद करता है, हर भुगतान को गुमनाम नकदी नहीं बनाता। [6] [7]