什么是MixNet，它是如何工作的？

当我们需要改善我们的在线隐私时，我们通常有两种选择：VPN或Tor。大多数互联网用户将采用前者，而更精通技术的个人将采用两者的混合使用。

但在某些情况下，MixNet，另一个没有被广泛采用但提供强大的隐私功能的匿名解决方案，可能会更好。是什么？它是如何工作的？它与Tor和VPN相比如何？

什么是MixNet？

MixNet是Mix Network的缩写，这是一项帮助保持互联网上发送的信息隐私和安全的技术。它通过将来自不同来源的数据混合在一起，然后将其发送到目的地来实现这一点。这使得局外人很难找到数据的来源和目的地。

虽然大多数互联网数据都是加密的，其内容受TLS和SSL等协议保护，但它包含的元数据可供外部人员分析和使用以识别发送者和接收者。MixNet实现了元数据的洗牌，以保护用户的隐私。

MixNet是如何工作的？

MixNet应用协议混合和混洗来自不同来源的数据，同时通过互连节点网络发送数据。它混合了地理位置、发送方和接收方IP、消息大小以及发送和接收时间等元数据。这使得局外人很难获得任何有助于揭示用户身份或预测数据内容的有意义的见解。

MixNet由两个部分组成：

• PKI（Public Key Infrastructure）：分发运行MixNet所需的公钥材料和网络连接信息的系统。
• Mixes：属于混合网络的加密路由。它们接收传入消息，应用加密转换，混合数据以防止观察者链接传入和传出消息。

PKI系统为混合网络提供动力，如果受到攻击，整个网络将处于危险之中，因为攻击者可以用其控制下的节点替换节点，从而允许其接管。这就是为什么它需要去中心化。

混合将数据分解为比特并将其转换为密文，从而导致按位不可链接。然后，密文在到达目的地之前通过混合级联（节点的固定顺序）进行中继。此外，混合增加了延迟，以防止基于时序模式的攻击。

虽然一个混合节点足以解决隐私问题，但它有成为单点故障的风险。因此，至少使用了三种混合，每个独立节点提供了一个额外的匿名层，并有助于网络的集体弹性。

MixNet vs. Tor

Tor是另一项旨在增强在线隐私的技术，它被广泛采用。然而，它使用了不同的方法来实现匿名。

虽然MixNet通过混合数据来使源和目的地难以连接，但Tor采用了一种称为洋葱路由的技术，即数据在到达目的地之前被分层加密，并通过一系列由志愿者操作的中继路由。

Tor网络中的中继器仅用于使用唯一密钥加密数据，而不知道流量来自何处以及流向何处。每一层加密都很难追踪来源和目的地。

然而，根据设计，Tor需要出口节点-网络中的最终中继-解密最后一层加密并将其发送到目的地。如果最终中继是恶意的，则此因素会带来安全问题。

MixNets和Tor使用的独特的在线匿名方法导致了不同的优势和劣势。例如，MixNets擅长防止定时关联和确认攻击，而Tor则有效地防御网站指纹和Sybil攻击。

此外，Tor由于更大的网络和用户群而更具弹性，而MixNets由于涉及的网络中继较少而具有更低的延迟。两者之间的选择取决于特定的要求，例如期望的匿名级别、延迟容限和网络规模。

混合网络与VPN

VPN（虚拟专用网络）可能是最广泛采用的在线匿名和安全平台，部分原因是它们易于设置和市场上的大量服务提供商。

VPN在用户和服务器之间创建加密隧道。隧道加密用户的互联网流量，隐藏他们的个人数据，位置和浏览活动，从而防止外部人员窃听。

这种方法与MixNet不同，MixNet在混合数据并通过多个中继器传递之前，对比特大小的数据进行加密转换，从而难以将数据与相关方链接起来。

VPN在用户希望隐藏其位置、安全地连接到公共Wi-Fi、访问受区域限制的内容以及在浏览互联网时保持一般隐私的情况下是有效的。然而，由于它们必须依赖集中式VPN服务器基础设施，因此它们会受到信任问题和隐私问题的影响。

另一方面，MixNet在需要强大匿名性和元数据保护的情况下更有效。与依赖于集中式服务器的VPN相比，它们的延迟更少，架构更分散。

MixNets的局限性

MixNets还面临着一些限制，这些限制可能会影响其有效性和实用性。

• 延迟：混合过程在消息被转发之前延迟消息。虽然这对于防止时序相关性攻击至关重要，但它可能会影响需要低延迟交互的实时应用程序的用户体验。
• 网络可扩展性问题：随着用户和消息数量的增加，维护所需的混合节点和管理流程变得更加复杂。网络可扩展性可能是一个挑战，特别是在MixNet的大规模应用中。
• 带宽开销：混合过程增加了数据包的大小，导致比直接通信更高的带宽消耗。对于带宽有限的用户或需要高效数据传输的应用程序来说，这可能是一个问题。
• 用户不便：MixNets可能要求用户安装专门的软件或使用特定的协议，这可能会阻碍广泛采用。为了鼓励用户参与，用户友好的界面和无缝集成是必要的。
• Sybil攻击：MixNets容易受到Sybil攻击，攻击者创建许多虚假节点以获得对网络的影响。这可能会导致消息重定向、操纵或侵犯隐私。

尽管MixNet提供了强大的隐私保护，但它们的局限性使它们不太方便地选择在线隐私。然而，几项即将推出的技术正在解决这些限制。例如，HOPR使用P2P节点联网，这增加了可伸缩性，而NYM将混合节点安排为层，形成了一种在不影响匿名性的情况下提供更高可扩展性的体系结构。

你应该使用mixnets吗？

是否使用MixNet来改善您的在线隐私取决于您的特定需求、您对延迟和带宽开销的容忍意愿以及应用程序的兼容性。

如果您特别关注保持匿名，如果您的应用程序不对时间敏感，则Mixnet是合适的；但是如果您更喜欢用户友好的解决方案或使用实时通信应用程序，则它们不适合。无论哪种方式，在决定是否有必要使用MixNet之前，仔细评估其优点、局限性和注意事项是很重要的。