Mix network
مکس نیٹ ورک روٹنگ پروٹوکول ہیں جو مکس کے نام سے جانے والے پراکسی سرورز کی ایک زنجیر کا استعمال کرتے ہوئے مشکل سے ٹریس مواصلات پیدا کرتے ہیں جو متعدد بھیجنے والوں کے پیغامات لیتے ہیں، انہیں شفل کرتے ہیں، اور انہیں بے ترتیب ترتیب میں اگلی منزل (ممکنہ طور پر ایک اور مکس نوڈ) پر واپس بھیجتے ہیں۔ یہ درخواست کے منبع اور منزل کے درمیان تعلق کو توڑ دیتا ہے، جس سے جاسوسی کرنے والوں کے لیے آخر سے آخر تک مواصلات کا سراغ لگانا مشکل ہو جاتا ہے۔ مزید برآں، مکس صرف اس نوڈ کو جانتے ہیں جس سے اسے فوری طور پر پیغام موصول ہوا، اور شفل شدہ پیغامات کو بھیجنے کے لیے فوری منزل، نیٹ ورک کو بدنیتی پر مبنی مکس نوڈس کے خلاف مزاحم بناتا ہے۔ ہر پیغام کو عوامی کلیدی کرپٹوگرافی کا استعمال کرتے ہوئے ہر پراکسی میں خفیہ کیا جاتا ہے ؛ اس کے نتیجے میں ہونے والی خفیہ کاری کو روسی گڑیا کی طرح پرت بند کیا جاتا ہے (سوائے اس کے کہ ہر "گڑیا" ایک ہی سائز کی ہوتی ہے) جس میں پیغام کو اندرونی پرت کے طور پر رکھا جاتا ہے۔ ہر پراکسی سرور خفیہ کاری کی اپنی پرت کو ہٹا دیتا ہے تاکہ یہ ظاہر کیا جا سکے کہ آگے پیغام کہاں بھیجنا ہے۔ اگر پراکسی سرورز میں سے ایک کے علاوہ سب کو ٹریسر کے ذریعہ سمجھوتہ کیا جاتا ہے، تو پھر بھی کچھ کمزور مخالفین کے خلاف ناقابل تلافی حاصل کی جا سکتی ہے۔ مکس نیٹ ورک کے تصور کو سب سے پہلے 1981 میں ڈیوڈ چوم نے بیان کیا تھا۔ اس تصور پر مبنی ایپلی کیشنز میں گمنام ری میلر (جیسے مکس ماسٹر)، پیاز روٹنگ، لہسن روٹنگ، اور کلیدی بنیاد پر روٹنگ (بشمول ٹور، آئی ٹو پی، اور فری نیٹ) شامل ہیں۔ تاریخ ڈیوڈ چوم نے 1979 میں اپنے مقالے میں مکس نیٹ ورکس کا تصور شائع کیا: "ناقابل تلافی الیکٹرانک میل، واپسی کے پتے، اور ڈیجیٹل فرضی نام"۔ یہ مقالہ ان کے ماسٹر ڈگری کے مقالے کے کام کے لیے تھا، جس کے فورا بعد ہی انہیں پبلک کلیدی کرپٹوگرافی، مارٹن ہیلمین، وائٹ فیلڈ ڈفی اور رالف مرکلے کے کام کے ذریعے کرپٹوگرافی کے میدان میں پہلی بار متعارف کرایا گیا۔ جبکہ عوامی کلیدی خفیہ نگاری نے معلومات کی سلامتی کو خفیہ کیا، چوم کا خیال تھا کہ مواصلات میں پائے جانے والے میٹا ڈیٹا میں ذاتی رازداری کی کمزوریاں ہیں۔ کچھ کمزوریاں جنہوں نے ذاتی رازداری کے سمجھوتے کو فعال کیا ان میں بھیجے گئے اور موصول ہونے والے پیغامات کا وقت، پیغامات کا سائز اور اصل بھیجنے والے کا پتہ شامل تھا۔ انہوں نے اپنے کام میں مارٹن ہیلمین اور وائٹ فیلڈ کے مقالے "نیو ڈائریکشنز ان کرپٹوگرافی" (1976) کا حوالہ دیا ہے۔ یہ کیسے کام کرتا ہے۔ شریک اے پیغام میں بے ترتیب قدر آر شامل کرکے، اسے وصول کنندہ کی عوامی کلید سے سیل کرکے، بی کا پتہ شامل کرکے، اور پھر مکس کی عوامی کلید سے نتیجہ کو سیل کرکے شریک بی کو ڈیلیوری کے لیے پیغام تیار کرتا ہے۔ M اسے اپنی نجی کلید سے کھولتا ہے، اب وہ B کا پتہ جانتا ہے، اور وہ B کو بھیجتا ہے۔ پیغام کا فارمیٹ اس کو پورا کرنے کے لیے، بھیجنے والا مکس کی پبلک کلید () لیتا ہے، اور اسے ایک لفافے کو خفیہ کرنے کے لیے استعمال کرتا ہے جس میں بے ترتیب سٹرنگ ()، وصول کنندہ کو مخاطب کردہ ایک نیسٹڈ لفافہ، اور وصول کنندہ کا ای میل پتہ (بی) ہوتا ہے۔ اس گھڑے ہوئے لفافے کو وصول کنندہ کی عوامی کلید () کے ساتھ خفیہ کیا جاتا ہے، اور اس میں بھیجے جانے والے پیغام کے ساتھ ایک اور بے ترتیب تار (R0) ہوتا ہے۔ خفیہ کردہ اعلی درجے کے لفافے کی وصولی پر، مکس اسے کھولنے کے لیے اپنی خفیہ کلید کا استعمال کرتا ہے۔ اندر، اسے وصول کنندہ (بی) کا پتہ اور بی کے لیے پابند ایک خفیہ کردہ پیغام ملتا ہے۔ بے ترتیب سٹرنگ () کو خارج کر دیا گیا ہے۔ حملہ آور کو پیغامات کا اندازہ لگانے سے روکنے کے لیے پیغام میں اس کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ فرض کیا جاتا ہے کہ حملہ آور تمام آنے والے اور جانے والے پیغامات کا مشاہدہ کر سکتا ہے۔ اگر بے ترتیب تار استعمال نہیں کیا جاتا ہے (یعنی۔ صرف بھیج دیا جاتا ہے) اور حملہ آور کو اچھا اندازہ ہوتا ہے کہ پیغام بھیجا گیا تھا، وہ جانچ سکتا ہے کہ آیا ہولڈ ہے، جس سے وہ پیغام کا مواد سیکھ سکتا ہے۔ بے ترتیب تار کو شامل کرنے سے حملہ آور کو اس قسم کا حملہ کرنے سے روکا جاتا ہے ؛ چاہے اسے صحیح پیغام کا اندازہ لگانا ہی کیوں نہ ہو (یعنی۔ سچ ہے) وہ نہیں سیکھے گا کہ آیا وہ صحیح ہے کیونکہ وہ خفیہ قدر نہیں جانتا ہے۔ عملی طور پر، نمک کے طور پر کام کرتا ہے۔ واپسی کے پتے اب جس چیز کی ضرورت ہے وہ B کے لیے A کا جواب دینے کا ایک طریقہ ہے جبکہ اب بھی A کی شناخت کو B سے خفیہ رکھا گیا ہے۔ A کے لیے ایک حل یہ ہے کہ وہ ایک ناقابل تلافی واپسی کا پتہ بنائے جہاں اس کا اپنا اصل پتہ ہو، ایک عوامی ون ٹائم کلید ہے جو صرف موجودہ موقع کے لیے منتخب کی گئی ہے، اور یہ ایک کلید ہے جو مہر لگانے کے مقاصد کے لیے بے ترتیب تار کے طور پر بھی کام کرے گی۔ پھر، A یہ واپسی کا پتہ B کو پہلے سے بیان کردہ تکنیکوں کے ذریعے بھیجے گئے پیغام کے حصے کے طور پر بھیج سکتا ہے۔ B، M کو بھیجتا ہے، اور M اسے اس میں بدل دیتا ہے۔ یہ مکس بٹس کی تار کا استعمال کرتا ہے جو اسے پیغام کے حصے کو دوبارہ انکرپٹ کرنے کے لیے کلید کے طور پر ایڈریس کے حصے کو ڈکرپٹ کرنے کے بعد ملتا ہے۔ صرف ایڈریس وصول کنندہ، اے، نتیجے میں آنے والی آؤٹ پٹ کو ڈکرپٹ کر سکتا ہے کیونکہ اے نے اور دونوں کو تخلیق کیا ہے۔ اضافی کلید اس بات کی یقین دہانی کراتی ہے کہ مرکب جواب پیغام کا مواد نہیں دیکھ سکتا۔ مندرجہ ذیل اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ کس طرح B اس ناقابل تلافی واپسی پتے کو ایک نئی قسم کے مرکب کے ذریعے A کا جواب بنانے کے لیے استعمال کرتا ہے: A B کا پیغام: BA سے پیغام کا جواب دیں: کہاں: = B کی عوامی کلید، = مرکب کی عوامی کلید۔ ایک منزل ماخذ نام ظاہر نہ کرنے کی قربانی کے بغیر کسی ماخذ کو جواب دے سکتی ہے۔ جوابی پیغام ماخذ سے منزل تک گمنام پیغامات کے ساتھ تمام کارکردگی اور حفاظتی فوائد کا اشتراک کرتا ہے۔ خطرات اگرچہ مکس نیٹ ورک سیکیورٹی فراہم کرتے ہیں یہاں تک کہ اگر کوئی مخالف پورے راستے کو دیکھنے کے قابل ہو، اختلاط بالکل کامل نہیں ہے۔ مخالف طویل مدتی ارتباط حملے فراہم کر سکتے ہیں اور پیکٹ بھیجنے والے اور وصول کرنے والے کا سراغ لگا سکتے ہیں۔ تھریٹ ماڈل ایک مخالف مکس نیٹ ورک سے آنے اور جانے والے ٹریفک کی نگرانی کرکے غیر فعال حملہ کر سکتا ہے۔ متعدد پیکٹوں کے درمیان آمد کے اوقات کا تجزیہ کرنے سے معلومات ظاہر ہو سکتی ہیں۔ چونکہ پیکٹوں میں فعال طور پر کوئی تبدیلی نہیں کی جاتی ہے، اس طرح کے حملے کا پتہ لگانا مشکل ہے۔ حملے کی بدترین صورت میں، ہم فرض کرتے ہیں کہ نیٹ ورک کے تمام لنکس مخالف کے ذریعہ قابل مشاہدہ ہیں اور مکس نیٹ ورک کی حکمت عملی اور بنیادی ڈھانچہ معلوم ہے۔ ان پٹ لنک پر موجود پیکٹ کو آؤٹ پٹ لنک پر موجود پیکٹ سے مربوط نہیں کیا جا سکتا جو پیکٹ موصول ہونے کے وقت، پیکٹ کے سائز، یا پیکٹ کے مواد کے بارے میں معلومات پر مبنی ہو۔ پیکٹ کے وقت پر مبنی پیکٹ کے ارتباط کو مواد کی بنیاد پر بیچنگ اور ارتباط سے روکا جاتا ہے اور پیکٹ کے سائز کو بالترتیب خفیہ کاری اور پیکٹ پیڈنگ کے ذریعے روکا جاتا ہے۔ انٹر پیکٹ وقفے، یعنی دو نیٹ ورک لنکس پر لگاتار دو پیکٹوں کے مشاہدے کے درمیان وقت کا فرق، یہ اندازہ لگانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے کہ آیا لنکس ایک ہی کنکشن رکھتے ہیں۔ خفیہ کاری اور پیڈنگ اسی آئی پی کے بہاؤ سے متعلق انٹر پیکٹ وقفے کو متاثر نہیں کرتی ہے۔ انٹر پیکٹ وقفے کے سلسلے کنکشن کے درمیان بہت مختلف ہوتے ہیں، مثال کے طور پر ویب براؤزنگ میں، ٹریفک برسٹ میں ہوتا ہے۔ اس حقیقت کو کنکشن کی شناخت کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ فعال حملے پیکٹوں کے پھٹنے کو انجیکشن لگا کر کیے جا سکتے ہیں جن میں وقت کے منفرد اشارے ہوتے ہیں۔ حملہ آور دوسرے نیٹ ورک لنکس پر ان پیکٹوں کی شناخت کرنے کی کوشش کرنے کے لیے حملے کر سکتا ہے۔ حملہ آور بعد کے تمام مکسوں پر سمیٹرک چابیاں کے مطلوبہ علم کی وجہ سے نئے پیکٹ نہیں بنا سکے گا۔ ری پلے پیکٹ یا تو استعمال نہیں کیے جا سکتے کیونکہ انہیں ہیشنگ اور کیشنگ کے ذریعے آسانی سے روکا جا سکتا ہے۔ مصنوعی خلا ہدف کے بہاؤ میں بڑا خلا پیدا کیا جا سکتا ہے، اگر حملہ آور بہاؤ میں مسلسل پیکٹوں کی بڑی مقدار گراتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک تخروپن کو ہدف کے بہاؤ میں 3000 پیکٹ بھیج کر چلایا جاتا ہے، جہاں حملہ آور بہاؤ کے آغاز کے 1 سیکنڈ بعد پیکٹ کو گرا دیتا ہے۔ جیسے جیسے لگاتار گرائے جانے والے پیکٹوں کی تعداد بڑھتی جاتی ہے، دفاعی گرانے کی تاثیر نمایاں طور پر کم ہوتی جاتی ہے۔ ایک بڑا خلا متعارف کروانا تقریبا ہمیشہ ایک قابل شناخت خصوصیت پیدا کرے گا۔ مصنوعی پھٹ حملہ آور مصنوعی پھٹ پیدا کر سکتا ہے۔ یہ مصنوعی پیکٹوں سے دستخط بنا کر انہیں ایک مخصوص مدت کے لیے لنک پر رکھ کر اور پھر ان سب کو ایک ساتھ چھوڑ کر کیا جاتا ہے۔ دفاعی ڈراپ اس منظر نامے میں کوئی دفاع فراہم نہیں کرتا ہے اور حملہ آور ہدف کے بہاؤ کی شناخت کر سکتا ہے۔ اس حملے کو روکنے کے لیے دیگر دفاعی اقدامات بھی کیے جا سکتے ہیں۔ ایسا ہی ایک حل انکولی پیڈنگ الگورتھم ہو سکتا ہے۔ پیکٹوں میں جتنی تاخیر ہوتی ہے، رویے کی شناخت کرنا اتنا ہی آسان ہوتا ہے اور اس طرح بہتر دفاع کا مشاہدہ کیا جا سکتا ہے۔ دیگر وقت کے تجزیے کے حملے ایک حملہ آور انٹر پیکٹ وقفوں کے علاوہ دیگر وقت کے حملوں کو بھی دیکھ سکتا ہے۔ حملہ آور نیٹ ورک کے رویے میں ہونے والی تبدیلیوں کا مشاہدہ کرنے کے لیے پیکٹ اسٹریمز میں فعال طور پر ترمیم کر سکتا ہے۔ ٹی سی پی پیکٹوں کو دوبارہ منتقل کرنے پر مجبور کرنے کے لیے پیکٹوں کو خراب کیا جا سکتا ہے، جو معلومات کو ظاہر کرنے کے لیے آسانی سے قابل مشاہدہ ہوتا ہے۔ سلیپر اٹیک فرض کریں کہ ایک مخالف پیغامات کو تھریشولڈ مکس میں بھیجے اور موصول ہوتے دیکھ سکتا ہے لیکن وہ ان مکسوں کے اندرونی کام کو یا اس کے ذریعے بھیجے گئے پیغامات کو نہیں دیکھ سکتا ہے۔ اگر مخالف نے اپنے پیغامات متعلقہ مرکب میں چھوڑے ہیں اور وہ دونوں میں سے ایک وصول کرتے ہیں، تو وہ بھیجے گئے پیغام اور متعلقہ بھیجنے والے کا تعین کرنے کے قابل ہوتے ہیں۔ مخالف کو کسی بھی وقت اپنے پیغامات (فعال جزو) کو مکس میں رکھنا ہوتا ہے اور پیغام بھیجنے سے پہلے پیغامات وہیں رہنے چاہئیں۔ یہ عام طور پر ایک فعال حملہ نہیں ہے۔ کمزور مخالف اس حملے کو دوسرے حملوں کے ساتھ مل کر مزید مسائل پیدا کرنے کے لیے استعمال کر سکتے ہیں۔ مکس نیٹ ورک آنے والے اور جانے والے پیغامات کے درمیان اہم تعلق پیدا کرنے سے بچنے کے لیے موصول ہونے والے پیغامات کی ترتیب کو تبدیل کر کے تحفظ حاصل کرتے ہیں۔ مکس پیغامات کے درمیان مداخلت پیدا کرتے ہیں۔ مداخلت مکس کے مبصر کو معلومات کے لیک ہونے کی شرح پر حد لگا دیتی ہے۔ سائز n کے مرکب میں، مکس سے ان پٹ اور آؤٹ پٹ کا مشاہدہ کرنے والے مخالف میں میچ کا تعین کرنے میں آرڈر n کی غیر یقینی صورتحال ہوتی ہے۔ سلیپر اٹیک اس سے فائدہ اٹھا سکتا ہے۔ ہر مکس میں سلیپر کے ساتھ تھریشولڈ مکسز کے پرتوں والے نیٹ ورک میں، بھیجنے والوں سے ان پٹ وصول کرنے والی ایک پرت ہوتی ہے اور مکسز کی دوسری پرت ہوتی ہے جو پیغامات کو حتمی منزل تک پہنچاتی ہے۔ اس سے حملہ آور یہ جان سکتا ہے کہ موصولہ پیغام بھیجنے والے کی طرف سے کسی بھی پرت 1 مکس میں نہیں آسکتا تھا جو فائر نہیں ہوا تھا۔ ان سلیپرز کے ساتھ بھیجے گئے اور موصول ہونے والے پیغامات کے مماثل ہونے کا زیادہ امکان ہے اس طرح بات چیت مکمل طور پر گمنام نہیں ہے۔ مکس خالصتا وقت پر بھی ہو سکتے ہیں: وہ ایک مخصوص وقفے میں موصول ہونے والے پیغامات کی ترتیب کو بے ترتیب بناتے ہیں اور ان میں سے کچھ کو مکس کے ساتھ جوڑتے ہیں، اس وقفے میں موصول ہونے کے باوجود وقفے کے آخر میں انہیں آگے بڑھاتے ہیں۔ مکسینتھا ٹی جی کے لیے دستیاب پیغامات مداخلت کریں گے، لیکن اگر کوئی پیغامات دستیاب نہیں ہیں، تو موصولہ پیغامات میں کوئی مداخلت نہیں ہے۔ حوالہ جات گمنام نیٹ ورک انٹرنیٹ پرائیویسی سیکیور کمیونیکیشن روٹنگ نیٹ ورک آرکیٹیکچر کرپٹوگرافک پروٹوکول کرپٹوگرافک پرائمیٹوز مکس نیٹ ورک