資料隱私日特輯 - 中繼資料監控與 Nym

這是來自 Nym 的專題，由 Nym 首席科學家 Claudia Diaz 探討中繼資料的機制、它在現代監控中的關鍵作用、它所暴露的個人詳細資訊，以及我們可以採取哪些步驟來奪回我們的隱私。

本逐字稿是 Nym 發布的原始影片逐字稿 (在新分頁開啟)的無障礙副本。為了提高可讀性，已進行了輕微的編輯。

簡介 (0:04)

什麼是通訊中繼資料？它指的是關於通訊的一切，但不包含實際對話的內容。例如，這包括通訊的來源、目的地、發送資訊的時間、發送了多少資訊，以及任何可偵測的模式，包括交換封包的時間和大小。

通訊中繼資料 (0:27)

通訊中繼資料在所有網際網路協定中預設都是公開的：TCP/IP、HTTP、UDP、FTP。即使是使用端對端加密保護內容的安全協定（如 TLS 或安全 DNS），仍然會顯示通訊中繼資料：來源、目的地、時間、長度等等。

那麼這些資訊被暴露了，但是暴露給誰呢？誰能取得它？

誰能存取中繼資料 (1:10)

在網際網路通訊中，有許多作為中介的實體能夠存取這些通訊中繼資料。這包括網際網路基礎設施中的大型參與者，例如網際網路服務供應商、交換中心、自治系統、BGP 路由器，以及一般的網際網路骨幹參與者；他們可以存取大量的通訊中繼資料。

但即使是小型參與者，例如運行 Wi-Fi 路由器或區域網路的人，或是能夠在本地竊聽的人，也能存取通訊中繼資料。當然，眾所周知，像 NSA 這樣的國家級對手會大規模收集中繼資料並進行分析，以提取各種情報。

為什麼中繼資料很重要 (2:00)

還有更多原因說明為什麼中繼資料是一種非常值得收集和利用的資料類型。它是機器可讀的，因為它說的是電腦的語言；它基本上是讓電腦能夠以適當方式將通訊從來源路由到目的地的語言。因此它是機器可讀的，這意味著機器可以非常容易地大規模理解它，這與人類自然語言相反，後者要難以解釋得多，因為人們可能以特定的方式使用單字，或者帶有細微差別，這要難以解釋得多。另一方面，中繼資料則非常簡單。

它的資料量也比內容低得多。例如，如果您考慮一部 YouTube 影片，內容本身可能是好幾個 GB，但中繼資料只會包含影片的 URL 是什麼、它包含多少位元組，以及觀看的時間。因此，它可以比實際內容少得多，而且在大小方面也易於管理。

中繼資料的保護程度也比內容低得多。隨意攔截人們的通訊並查看內容是不合法的，這受到法律保護。但是中繼資料因為不被認為那麼敏感，所以保護程度要低得多。因此，許多實體可以合法地收集這些中繼資料並進行分析，以了解人們在網際網路上做什麼的資訊。

那麼這是一件大事嗎？我們可以說：「嗯，這只是中繼資料。只要你不知道我在說什麼，我真的需要擔心你知道我和誰說話以及在什麼時間嗎？」

有幾句話顯示了中繼資料實際上被認為是極具價值的。NSA 總法律顧問 Stewart Baker 曾說，中繼資料絕對能告訴你關於某人生活的一切——如果你有足夠的中繼資料，你真的不需要內容。這就是它在了解某人感興趣的事物、他們的社交網路是誰、他們的愛好是什麼、他們的意圖是什麼、他們的興趣是什麼方面的強大之處。你實際上不需要聽到他們在說什麼；只要你能夠觀察所有的中繼資料就足夠了。

而 Whitfield Diffie 和 Susan Landau 在他們的著作《Privacy on the Line》中表示，流量分析（而非密碼分析）才是通訊情報的骨幹。這是因為你可以大規模地收集它，你可以大規模地分析它，它會給你所有的大型模式、所有的整體概況，然後讓你能夠放大以突破你覺得最有趣的特定目標。但你首先是透過對中繼資料的流量分析來找到它們的。

對中繼資料的流量分析甚至可以用來在不破解密碼學的情況下還原加密內容。假設我們有完美的密碼學：任何數量的密碼分析都無法破解它，而且密鑰是絕對保密的。我們應該有信心這個內容受到保護，而且對手無法得知這個內容。

然而，在許多情況下，通訊中繼資料的流量分析可以作為一個側信道，揭露這些加密內容。

中繼資料監控 (5:15)

一個例子是當您使用 HTTPS 瀏覽網站時。原則上，因為與這個網站的通訊是加密的，觀察您通訊的人無法分辨您正在存取網站上的哪個特定頁面。例如，如果您去 WebMD 查詢疾病，觀察者或竊聽者將能夠看到：「好的，您正在查看 WebMD 的醫療資訊」，但他們無法分辨您正在尋找哪種特定疾病。

然而，在這種情況下，對手要了解某人在做什麼的方法是，首先下載網站上的所有頁面，並記錄每個頁面在通訊線路上看到的封包模式。基本上，就是有多少封包往哪個方向傳輸、這些封包的大小是多少，以及一個封包與下一個封包之間的封包間隔時間。

透過這樣做，您可以建立每個頁面的指紋，這樣當目標從加密網站下載頁面時，您就能夠比對每個方向的封包數量及其大小，以猜測他們正在查看哪個特定的網頁，即使網頁本身是加密的，而且您本不應該能夠得知這個內容。

這顯然令人擔憂。即使我們可以擁有端對端加密，但在保護我們通訊的隱私方面，我們還差得很遠。

私密通訊的願望清單 (6:40)

因此，如果我們想要一份完美安全的通訊網路能提供什麼的願望清單，我們想要哪些屬性？

顯然，我們想要保護使用者在加密通道上所說的內容，而端對端加密已經是實現這一目標非常重要的一步。但不僅如此，我們還想要隱藏使用者正在與誰通訊，也就是通訊夥伴是誰，您從誰那裡接收封包或向誰發送封包。還有位置，也就是您從哪裡通訊；您通訊的時間和時長；您交換了多少位元組的資料；以及通訊中的任何其他模式。您甚至可以進一步說，我們想要隱藏某人是否正在進行通訊。

這些都是匿名通訊系統旨在提供的屬性，而在解決方案領域中，混合網路 (mixnets) 是我們用來提供這類屬性的最佳解決方案之一。