Talek：一种私人消息传递系统，可隐藏消息内容和用户通信模式

 
在过去的十年左右的时间里，阻止网络攻击者读取其用户交换的消息内容的加密消息传递服务变得越来越流行。尽管这些服务隐藏了消息内容，但恶意用户通常可以使用网络元数据来推断其他信息，例如交换消息的用户的身份，他们在通信时，他们的消息发送到的位置以及在他们之间传输多少数据。
为了防止这种情况的发生并确保更高的安全性，华盛顿大学和卡耐基梅隆大学的研究人员最近开发了Talek，这是一种消息传递系统，它既可以隐藏消息的内容，也可以隐藏用户之间的一般通信方式，包括其身份。在arXiv上预先发表的一篇论文中介绍了这种新的消息传递系统，它采用了一种称为“私有信息检索”(PIR)的技术，旨在进一步提高在线通信的安全性。
开发Talek的研究人员多年来一直在研究可以改善用户在线隐私和安全性的技术。过去，他们还与Google的团队合作开发了私有VPN解决方案uProxy(现称为Outline)。
进行这项研究的研究人员之一，雷蒙德·郑(Raymond Cheng)表示：“我们越来越多的在线通讯都经过加密，这使得对手很难看到我们所说的内容。” “ Talek进一步迈出了一步，使那些相同的对手更难了解谁在与谁聊天。”
Cheng和他的同事开发的新的消息传递系统允许用户彼此通信，而无需与服务器共享其身份。它通过将信息请求隐藏在随机查找的请求中来实现。
传统上，执行Talek功能核心的理论结构需要大量的计算过程。 Talek的主要优势在于，尽管意识到它可能在计算上昂贵，但可以在GPU上高效地完成。除此之外，其独特的设计还允许用户隐藏正在进行的对话及其整体通信模式。
程说：“旨在开发新消息系统的先前工作要么提供强大的安全性保证，但其计算成本却很高，要么提供较弱的安全性，但具有实际性能。” “我们的工作旨在提供一个中间立场，带来强大的安全保证(即，一个安全目标，即用户之间的任何两种访问模式都无法与服务器区分开)，其性能将满足许多实际的消息传递工作负载。”
为了隐藏用户通信模式，Talek采用了一种称为PIR的技术，该技术可以安全地从服务器读取消息，而无需透露已读取的消息。但是，仅凭PIR不足以创建功能全面的消息传递服务。因此，研究人员在他们的系统中添加了一个称为“遗忘日志”的新组件。

 
本质上，在Talek上，消息传递组彼此共享秘密日志句柄，然后将其用于创建看起来随机的地址序列。然后，用户可以按照此地址顺序存储写给其他人的消息，就像数字空投一样。另一方面，接收消息的人可以使用PIR私密安全地读取它们。
“与基于混合网络的现有系统相比，我们证明，与基于k-匿名性或差异性隐私的安全性目标(根据定义泄露信息)相比，我们提供了更强的访问序列可区分性安全性目标。”
Cheng和他的同事已经构建了具有三台服务器的Talek的工作原型，并表明可以对其进行扩展以支持实际的消息传递工作负载，在32,000个活动用户和每秒1.7的端到端延迟下，实现每秒9,433条消息的吞吐量。秒。此外，与大多数其他私人消息传递系统不同，Talek可以在保持高级别用户隐私的同时获得出色的性能。
Cheng说：“我们对能够提供基于访问模式的不可区分性以及强大性能来处理现实消息传递工作负载的强大安全目标的消息传递服务感到兴奋，” Cheng说。 “我们希望这些想法可以直接应用于消息传递服务，以改善用户隐私。”
消息传递系统具有其他功能。例如，它允许用户了解其私人日志和对话何时有新消息而无需轮询(即不断检查其设备的状态)。
将来，Talek可用于创建新的安全，离散和高性能的消息传递服务，这些服务可以同时隐藏消息的内容和用户元数据。对于进行高度匿名活动的人员(例如调查记者和活动家)，这些服务可能特别有利。
程说：“隐私保护技术已经走了很长一段路，但是要为我们每天依赖的众多应用程序提供强大的安全保证，仍然存在许多困难的技术挑战。” “我们期待继续我们对隐私保护技术的研究。”