Mikä on ‘Sipulireititys’?

Sipulireititys on verkkomalli, joka auttaa käyttäjiä saavuttamaan lähes läpäisemättömän yksityisyyden ja anonymiteetin internetissä käyttämällä anonyymejä viestintätekniikoita, jotka piilottavat sekä lähettäjän että vastaanottajan tiedot. Internetin päivittäinen käyttö tuo mukanaan merkittäviä yksityisyysongelmia. Näihin ongelmiin kuuluvat vakoilu ja salakuuntelu verkkokäyttäjien toiminnasta, sijainnin seuranta, tietomurrot ja identiteettivarkaudet. Internet-palveluntarjoajat (ISP:t), hallituksen viranomaiset, teknologiayritykset ja kyberrikolliset tunkeutuvat käyttäjien yksityisyyteen eri syistä – enimmäkseen epäeettisistä ja pahantahtoisista syistä. ISP:t voivat myydä käyttäjien selaustoimintojen tiedot voittoa tavoittelevasti; näitä selauskäyttäytymisiä voitaisiin käyttää väärin Mainos-kohdentamiseen. Kuuluisa esimerkki verkkoyksityisyyden loukkauksesta on Cambridge Analytica-Facebook dataskandaali.

A kysely keskittyen verkkokäyttäjien yksityisyyteen, jonka markkinatutkimus- ja konsultointiyritys Ipsos toteutti alkuvuodesta 2022, paljastaa, että “ylivaltaosa (84 %) sanoo olevansa ainakin osittain huolissaan internetissä antamiensa henkilökohtaisten tietojen turvallisuudesta ja yksityisyydestä.”

Virastot pitävät usein suuret teknologiayritykset vastuullisina käyttäjien yksityisyydestä ja tietomurroista, ja joskus säätävät lakeja parantaakseen yritysten tietosuojan noudattamista. Euroopan unioni (EU) toukokuussa 2018 esitteli General Data Protection Regulation (GDPR) -asetuksen. GDPR määrittelee, miten EU:n kansalaisten henkilötietoja voidaan käsitellä ja siirtää.

Virastot, jotka säätävät nämä tietosuoja- ja yksityisyyslait, ovat joskus itse syyllisiä perusteettomaan vakoiluun ja käyttäjien toiminnan, erityisesti taloudellisten tapahtumien, seurantaan. Muistatko National Security Agency (NSA) -vuotuisen Edward Snowdenin vuotokset ja paljastukset maailmanlaajuisista valvontaohjelmista, joita NSA, teleoperaattorit ja muut hallituksen virastot ajavat?

Yksi todistetuista tavoista kiertää nämä massavalvonta- ja yksityisyysloukkaukset on käyttää pitkään testattuja viestintätekniikoita tai -protokollia, jotka perustuvat yksityisyyteen keskittyvään teknologiaan.

Ohjelmistot ja verkkojärjestelmät kuten The Onion Router (TOR) tarjoavat monikerroksisen salauksen. TOR käyttää sipulireititystapaa datapakettien lähettämiseen ja vastaanottamiseen. Vapaaehtoisten solmujen (palvelimien) verkko ympäri maailmaa muodostaa TOR:n sipulireititetyn päällysverkon. Käyttämällä sipulireititystä nämä solmut “hypähtävät” salattuja datapaketteja tavalla, joka vältää havaitsemisen.

Sipulireititys mahdollistaa salatun viestinnän rakentamalla peräkkäisiä salauskerroksia. Salatut paketit kerrostuvat kuin sipulipallon kerrokset. Jokaisen salauskerroksen voi lukea vain yksi solmu. Lähettäjän ja vastaanottajan välissä olevat solmut tunnetaan välisolmuina. Jokainen välisolmu “kuorii” pois siihen liittyvän kerroksen. Salatut kerrokset liikkuvat välisolmujen välillä, kunnes data saapuu kohdesolmuun, joka “kuorii” sisimmän salauskerroksen. Välisolmuilla ei ole aavistustakaan kohteesta tai lähetetyn datan pituudesta. Jokainen välisolmujen “kuorima” kerros sisältää vain tiedot edellisestä hypystä (edeltävä solmu) ja seuraavasta hypystä (seuraava solmu).

Lähde: Wikimedia Commons

Joitakin hyödyllisiä valvonnan kiertämistyökaluja, jotka käyttävät sipulireititystä, ovat OnionShare – avoimen lähdekoodin työkalu tiedostojen jakamiseen anonyymisti internetissä, ja TOR Browser – työkalu verkon selaamiseen yksityisesti, jättämättä “sormenjälkiä”.

Sipulireititys kehitettiin alun perin Yhdysvaltain laivaston tutkijoiden toimesta viestintäturvallisuusprotokollana suojatakseen tiedusteluliikenteen verkossa.

Sipulireititystyökaluja käyttävät laajasti toimittajat, aktivistit, lainvalvonta ja myös pahantahtoiset toimijat turvalliseen viestintään verkossa.

Blockchain ja yksityisyys

Yksityisyysongelmat ovat myös läsnä Web3:ssa ja Bitcoinissa. Vaikka bitcoin-transaktiot ovat pseudonyymejä (käyttävät aliaksia kuten avaimia ja hash-arvoja tallentaakseen tiedot, eikä todellisia henkilötietoja), on yhä helpompi yhdistää transaktiot ja niiden tiedot todellisiin henkilöihin, jotka ne ovat aloittaneet.

Rahoitustapahtumien on oltava yksityisiä. Kuvittele, että kuka tahansa internetin käyttäjä voisi nähdä ja jäljittää varat JP Morgan pankkitililläsi pelkästään tietäen tilinumerosi tai sosiaaliturvatunnuksesi; se olisi katastrofaalista.

Bitcoinin yksityisyyden rakentaminen Lightning Networkissa

Kerros-2-verkot, kuten Bitcoinin Lightning Network (LN), tarjoavat jonkin verran yksityisyyttä, koska ne on rakennettu päälohkoketjun päälle. Vaikka LN kehitettiin ensisijaisesti lisäämään skaalautuvuutta Bitcoinille, jotkut sen sisäänrakennetut ominaisuudet lisäävät myös ylimääräisen yksityisyyskerroksen Bitcoinille.

LN antaa käyttäjille mahdollisuuden valita julkisen tai yksityisen kanavan transaktioita varten. LN-transaktiotiedot eivät yleensä tallennu suoraan lohkoketjuun, koska ne toteutetaan LN-kanavien kautta eikä suoraan lohkoketjussa; kuitenkin vertaisverkkotransaktion suorittamiseksi LN:ssä on kirjattava kaksi lohkoketjutapahtumaa – tapahtuma LN-kanavan avaamiseksi ja tapahtuma LN-kanavan sulkemiseksi. Nämä kaksi tapahtumaa tallennetaan pysyvästi lohkoketjuun; kuten kaikki muutkin lohkoketjutapahtumat, LN:n open-channel– ja close-channel-tapahtumat ovat näkyviä ja niitä voidaan analysoida ja jäljittää.

Sipulireititetyt mikromaksut Lightning Networkissa

Protokollatoteutukset on rakennettu noudattamaan Lightning Networkin määrittelyjä. Määrittelyt, jotka kuvaavat LN:n säännöt ja standardit, tunnetaan nimellä Basis of Lightning Technology (BOLT). Tämän standardin noudattaminen mahdollistaa erilaisten protokollapohjaisten parannusten ja toteutusten integroinnin LN:ään.

LN:n sipulireitityksen toteutus hyödyntää Sphinx-pohjaista viestintäformaattia, joka mahdollistaa turvallisen ja yksityisen Hash Time Locked Contracts (HTLC) -reittien hallinnan verkossa. HTLC on transaktiosopimus, jossa aikaperusteinen talletus luodaan osapuolten (lähettäjä ja edunsaaja) välille, ja edunsaajan on vahvistettava maksun vastaanotto ennen ennalta asetettua määräaikaa. Varojen käyttöä rajoitetaan, kunnes kryptografinen todiste varojen vastaanotosta on esitetty.

LN:n yhdistelmä lähderouttausta ja sipulireititystä ylläpitää skaalautuvuutta ja parantaa yksityisyyttä. Aivan kuten TOR:n tapa hypätä datapaketteja solmujen välillä, LN:n sipulireitityksen toteutus hämärtää alku- ja kohdetiedot välisolmujen välillä varmistaen, että verkon tasolla toimiva hyökkääjä ei voi yhdistää paketteja, jotka kuuluvat samaan reittiin.

Lähtösolmu rakentaa datapaketin kulkeman reitin käyttämällä kunkin välisolmun ja lopullisen solmun julkisia avaimia. Hyödyntäen välisolmujen ja lopullisen solmun julkisten avainten tietoja, lähtösolmu luo jaetun salaisuuden käyttäen Elliptic-Curve Diffie-Helman (ECDH) – anonyymiä avaintenvaihtoskeemaa – jokaiselle välisolmulle ja lopulliselle solmulle. Tämä jaettu salaisuus käytetään sitten luomaan pseudorandomi virta tavua.

Lightning Network virallisessa GitHub-repositoriossa todetaan: “Bitcoinin hajautuksen ja sensuurinvastaisuuden hengen mukaisesti, käytämme sipulireititysjärjestelmää Lightning-protokollassa estääksemme verkon osallistujien kyvyn helposti sensurointiin, koska osallistujat eivät tiedä minkään maksun lopullista kohdetta. Lisäksi koodaamalla maksureitit mix-net-tyyppiseen pakettiin, pystymme saavuttamaan seuraavat turvallisuus- ja yksityisyysominaisuudet: Reitin osallistujat eivät tiedä tarkkaa sijaintiaan reitillä. Reitin osallistujat eivät tiedä maksun lähdettä eikä maksun lopullista kohdetta. Reitin osallistujat eivät tiedä tarkalleen, kuinka monta muuta osallistujaa oli mukana maksureitillä. Jokainen uusi maksureitti on laskennallisesti erottamaton mistään muusta maksureitistä.”

Lisätietoja Bitcoinista saat vierailemalla Bitcoin-sijoitusopas.

Lisätietoja Lightning Networkista saat vierailemalla Lightning-verkoston opas.