Wat is ‘Onion Routing’?

Onion routing is een netwerkmodel dat gebruikers helpt bijna ondoordringbare privacy en anonimiteit op het internet te bereiken door anonieme communicatietechnieken toe te passen die zowel de bron als de bestemming van gegevens verbergen. Het dagelijks gebruik van het internet brengt grote privacyzorgen met zich mee. Deze zorgen omvatten spionage en het bespioneren van de activiteiten van webgebruikers, locatie‑tracking, datalekken en identiteitsdiefstal. Internet Service Providers (ISPs), overheidsinstanties, technologiebedrijven en cybercriminelen schenden de privacy van gebruikers om verschillende redenen – meestal onethische en kwaadaardige redenen. ISP’s zouden records van het surfgedrag van gebruikers kunnen verkopen voor winst; dit surfgedrag kan worden gebruikt voor onjuiste advertentie-targeting. Een berucht voorbeeld van online privacy‑invasie is het Cambridge Analytica‑Facebook dataskandaal.

Een enquête gericht op privacy van online gebruikers uitgevoerd door marktonderzoeks‑ en adviesbureau Ipsos begin 2022 onthult dat “een overweldigende meerderheid (84%) zegt dat ze ten minste enigszins bezorgd zijn over de veiligheid en privacy van de persoonlijke gegevens die ze op internet verstrekken.”

Autoriteiten houden big tech bedrijven vaak verantwoordelijk voor de privacy van gebruikers en datalekken, en passen soms wetten aan om de privacy‑naleving van bedrijven te verbeteren. De Europese Unie (EU) heeft in mei 2018 geïntroduceerde de General Data Protection Regulation (GDPR). GDPR regelt hoe de persoonlijke gegevens van individuen in de EU mogen worden verwerkt en overgedragen.

Autoriteiten die deze gegevensbeschermings‑ en privacywetten invoeren, zijn soms zelf schuldig aan ongeoorloofde spionage en het volgen van de activiteiten van gebruikers, vooral financiële transacties. Herinner je de klokkenluider van de National Security Agency (NSA) Edward Snowden’s lekken en onthullingen van wereldwijde surveillantieprogramma’s die werden uitgevoerd door de NSA, telecombedrijven en andere overheidsinstanties?

Een van de bewezen manieren om deze massale surveillance en privacy‑invasies te omzeilen, is het gebruik van beproefde communicatietechnieken of -protocollen die gebaseerd zijn op privacygerichte technologie.

Software en netwerksystemen zoals The Onion Router (TOR) bieden meerlagige encryptie. TOR gebruikt de onion routing‑methode om datapakketten te verzenden en te ontvangen. Een vrijwilligersnetwerk van knooppunten (servers) over de hele wereld vormt het TOR onion‑routed overlay‑netwerk. Met Onion Routing “hoppen” deze knooppunten versleutelde datapakketten rond op een manier die detectie ontwijkt.

Onion routing maakt versleutelde communicatie mogelijk door opeenvolgende lagen encryptie op te bouwen. De versleutelde pakketten worden gelaagd zoals de lagen van een ui bol. Elke encryptielaag kan slechts door één knooppunt worden gelezen. De knooppunten tussen de verzender en ontvanger van gegevens staan bekend als tussenliggende knooppunten. Elk tussenliggend knooppunt “schilt” de laag die op hem van toepassing is af. De versleutelde lagen bewegen zich tussen tussenliggende knooppunten totdat de gegevens bij het bestemmingsknooppunt komen, dat de “innerste laag” van encryptie “afschilt”. Tussenliggende knooppunten hebben geen idee over de bestemming of de lengte van de verzonden gegevens. Elke door tussenliggende knooppunten “afgeschilde” encryptielaag bevat alleen informatie over de vorige hop (voorgaand knooppunt) en de volgende hop (volgend knooppunt).

Bron: Wikimedia Commons

Enkele nuttige tools om surveillance te omzeilen die onion routing gebruiken zijn OnionShare – een open‑source tool om bestanden van elke grootte anoniem op het internet te delen – en TOR Browser – een tool om het web privé te browsen, zonder “sporen” achter te laten.

Onion routing werd voor het eerst ontwikkeld als een communicatiebeveiligingsprotocol door onderzoekers van de Amerikaanse marine om inlichtingencommunicatie online te beschermen.

Onion routing‑communicatietools worden breed gebruikt door journalisten, activisten, wetshandhavers en kwaadaardige actoren voor veilige communicatie online.

Blockchain en privacy

Privacyzorgen zijn ook aanwezig in Web3 en Bitcoin. Hoewel bitcoin‑transacties pseudoniem zijn (gebruiken aliassen zoals sleutels en hashes om records bij te houden, in plaats van echte identiteitsinformatie), wordt het steeds mogelijker om transacties en hun records te koppelen aan de daadwerkelijke personen die ze hebben geïnitieerd.

Financiële transacties moeten privé zijn. Stel je voor dat elke internetgebruiker de fondsen op je JP Morgan bankrekening zou kunnen zien en traceren alleen door je rekeningnummer of burgerservicenummer te kennen; dat zou rampzalig zijn.

Bitcoin-privacy opbouwen op het Lightning Network

Layer‑2 netwerken zoals het Bitcoin Lightning Network (LN) bieden een zekere mate van privacy omdat ze zijn gebouwd als een laag bovenop de hoofdblockchain. Hoewel LN primair is ontwikkeld om een schaalbaarheidslaag aan Bitcoin toe te voegen, voegen sommige inherente kenmerken een extra laag privacy toe aan Bitcoin.

LN geeft gebruikers de mogelijkheid om te kiezen tussen een openbaar kanaal of een privé‑kanaal voor transacties. LN‑transactierecords worden doorgaans niet direct op de blockchain geschreven omdat ze via LN‑kanalen worden uitgevoerd in plaats van op de blockchain zelf; echter, om een peer‑to‑peer transactie op LN uit te voeren, moeten twee on‑chain transacties worden vastgelegd – de transactie om een LN‑kanaal te openen en de transactie om een LN‑kanaal te sluiten. Deze twee transacties worden permanent op de blockchain vastgelegd; net als elke andere on‑chain transactie zijn de LN open-channel en close-channel transacties zichtbaar en kunnen ze worden geanalyseerd en getraceerd.

Onion‑gerouteerde micropayments voor het Lightning Network

Protocolimplementaties zijn gebouwd om de specificaties van het Lightning Network te volgen. De specificaties die de regels en standaarden van LN beschrijven staan bekend als Basis of Lightning Technology (BOLT). Het volgen van deze standaard maakt het mogelijk dat verschillende protocolgebaseerde verbeteringen en implementaties van LN geïntegreerd kunnen worden.

De onion routing‑implementatie van LN maakt gebruik van een Sphinx‑gebaseerd berichtformaat, dat de veilige en private routing van Hash Time Locked Contracts (HTLC’s) binnen het netwerk mogelijk maakt. Een HTLC is een transactionele overeenkomst waarbij een tijdgebonden escrow wordt gecreëerd tussen partijen (zender en begunstigde) die vereist dat de begunstigde de ontvangst van de betaling bevestigt vóór een vaste deadline. Het uitgeven van fondsen is beperkt totdat een cryptografisch bewijs van ontvangst van de fondsen wordt onthuld.

De combinatie van source routing en onion routing in LN behoudt schaalbaarheid en verbetert privacy. Net als de methode van TOR waarbij datapakketten tussen knooppunten “hoppen”, verdoezelt de onion routing‑implementatie van LN de oorsprong‑ en bestemmingsinformatie tussen tussenliggende knooppunten om ervoor te zorgen dat een aanvaller op netwerkniveau geen pakketten die tot dezelfde route behoren kan associëren.

Het oorsprongknooppunt bouwt de route die het datapakket moet volgen op met behulp van de publieke sleutels van elk tussenliggend knooppunt en het eindknooppunt. Met behulp van de publieke sleutelinformatie van de tussenliggende en eindknooppunten creëert het oorsprongknooppunt een gedeeld geheim via Elliptic-Curve Diffie-Helman (ECDH) – een anoniem sleutelovereenstemmingsschema – voor elk tussenliggend knooppunt en het eindknooppunt. Het gedeelde geheim wordt vervolgens gebruikt om een pseudo‑willekeurige stroom van bytes te genereren.

Lightning Network in zijn officiële GitHub‑repository stelt: “In lijn met de geest van decentralisatie en censuurresistentie van Bitcoin, gebruiken we een onion routing‑schema binnen het Lightning protocol om te voorkomen dat deelnemers in het netwerk gemakkelijk betalingen kunnen censureren, aangezien de deelnemers niet op de hoogte zijn van de uiteindelijke bestemming van een gegeven betaling. Bovendien, door betalingsroutes te coderen binnen een mix‑net‑achtig pakket, kunnen we de volgende beveiligings‑ en privacyfuncties bereiken: Deelnemers in een route weten hun exacte positie in de route niet. Deelnemers binnen een route weten niet wat de bron van de betaling is, noch de uiteindelijke bestemming van de betaling. Deelnemers binnen een route zijn zich niet precies bewust van hoeveel andere deelnemers bij de betalingsroute betrokken waren. Elke nieuwe betalingsroute is computationeel niet te onderscheiden van elke andere betalingsroute.”

Om meer te leren over Bitcoin, bezoek onze Investeren in Bitcoin‑gids.

Om meer te leren over het Lightning Network, bezoek onze Lightning Network‑gids.