원래 전장과 Burning Man용으로 구축된 분산형 네트워킹 기술이 오늘날 처음부터 다시 구상되고 있습니다.
메시 네트워크—망사 같은 연결로 인해 명명된 —엄격하고 수학적 연구에서 지난 수십 년 동안 등장했습니다. 연구 일부가 발생하더라도 데이터 흐름을 유지하는 방법 시스템이 실패하다. 그러나 이론이 항상 현실과 일치하는 것은 아닙니다. 실제 세계 메쉬 네트워크 일부 지역은 폐쇄에 취약한 것으로 나타났습니다. 바로 그 설정특정 종류의 대규모 군중과 같은 경우 처리에 능숙해야 합니다.
그래서 존스 홉킨스 대학교, 하버드 대학교, 뉴욕 시티 칼리지의 연구원들은 최근 가장 도전적이고 적대적인 환경인 정치적 시위를 위해 강화된 프로토타입 메시 네트워킹 시스템을 구축했습니다.
에서 종이 지난 주 ACM에서 발표된 컴퓨터 및 통신 보안에 관한 컨퍼런스 타이페이에서 연구원들은 Amigo라는 프로토타입 메시 네트워크를 발표했습니다. 우선 Amigo는 불안한 상황에서 볼 수 있듯이 인터넷이 차단된 환경에서 작동하도록 설계되었습니다. 인도, 이라크, 시리아다른 나라들 중에서.
“대규모 시민 시위가 일어나는 동안 인터넷을 차단하는 것은 사람들이 조직하고 함께 모이는 것을 막는 방법입니다.”라고 말합니다. 투샤르 조이스City College의 전기 공학 조교수. “이것이 바로 우리가 기술을 특별히 맞춤화하는 이유입니다.”
Amigo는 메시 네트워크에 대한 보다 전통적인 접근 방식을 강화할 수 있는 최소한 세 가지 방법을 제안합니다. 최근 장학금 항의 시나리오에서 메시 중단에 대한 문제는 네트워크 메시지 전달 실패, 순서가 잘못된 것으로 나타나거나 사용자가 추적에 노출되는 등의 문제를 드러냅니다. 이는 네트워크의 노드(예: 메시 앱을 실행하는 휴대폰)가 서로 바로 옆에 있더라도 마찬가지입니다. 연구원들은 메시 네트워크의 높은 수준의 암호화된 통신을 캐고 기본 사항을 자세히 조사한다는 사실을 발견했습니다. Wi-Fi 운영을 통해 이전 메시 네트워크가 포착하지 못했던 기회가 드러났습니다.
Jois는 “암호화만으로는 우리를 구할 수 없다는 이야기입니다.”라고 말합니다. Jois와 동료들은 Amigo 보고서 버전 올해 초에 실제 세계 암호화 컨퍼런스 불가리아 소피아에서.
메시 네트워크에서 정치적 시위가 중요한 이유
아미고 에서 핵심 교훈을 얻었습니다. 세트 연구 다음을 포함하여 최근 다양한 정치적 시위의 메시 네트워킹에 대해 설명합니다. 2019년과 2020년 홍콩 민주화 운동.
예를 들어, 이전 메시 네트워크가 메시지 라우팅을 처리하는 방식으로 인해 실수로 해당 영역의 범람이 발생할 수 있습니다. 스트레스를 받는 네트워크의 여러 노드는 중복된 메시지를 네트워크로 펌핑하여 통신이 크롤링되도록 할 수 있습니다. 대조적으로, Amigo는 연구원들이 동적 “파벌”이라고 부르는 것을 형성합니다. 즉, 지정된 리더 노드만 서로 메시지를 교환하고 일반 노드는 리더와 대화합니다. 연구원들은 이 기술이 메시지 트래픽을 크게 줄여 네트워크가 점유될 가능성을 줄인다고 말합니다.
Jois는 “우리는 보안 메시 메시징에 이러한 사각지대가 있다는 사실을 발견한 사람들 중 하나입니다.”라고 말합니다. “그래서 우리는 이 사각지대를 해결하는 데 도움이 되는 몇 가지 새로운 알고리즘을 제안했습니다. 동적 클릭 라우팅을 사용하면 기본적으로 노드 그룹이 GPS를 기반으로 한 지리적 영역에서 라우팅 유닛을 자체 구성할 수 있습니다.”
또 다른 예는 암호화 및 익명성에 대한 Amigo의 접근 방식입니다. 이전 메시 환경에서는 암호화된 그룹에서 구성원을 제거하는 쉬운 방법이 없었습니다. (예를 들어 항의 상황에서는 장치나 사용자가 당국에 체포되었기 때문에 그룹 제거가 필요할 수 있습니다.) 이전 메시 표준은 또한 다른 그룹 구성원을 공개할 수 있는 메타데이터를 유출했습니다. Amigo는 두 가지 문제를 모두 해결하는 것을 목표로 합니다.
“우리가 이야기하는 것 중 하나는 외부인의 익명성입니다.”라고 Jois는 말합니다. “당신의 그룹 외부에 있는 사람들은 그 그룹이 존재한다는 것을 모릅니다.” Amigo는 외부인의 익명성과 그룹 제거를 보장하기 위해 새로운 알고리즘을 추가한다고 말합니다. Jois는 Amigo가 다음과 같은 기존 암호화 메시지 네트워크의 보호를 계속 유지하면서 이러한 목표를 달성하는 것을 목표로 한다고 덧붙였습니다. WhatsApp 및 신호.
Jois는 전통적으로 암호화된 메시징이 몇 가지 중요한 기능을 제공한다고 덧붙였습니다. 한 가지 기능은 과거 메시지를 보호하는 것입니다.순방향 비밀성“,” 오늘 키가 도난당하더라도 과거 메시지는 여전히 안전합니다. 다른 하나는 “를 통해 미래의 메시지를 보호하는 것입니다.침해 후 보안,” 손상된 시스템이라도 새로운 키를 생성하여 향후 통신에서 침입자를 차단함으로써 치료할 수 있습니다. Amigo는 두 기능을 모두 유지합니다.
“우리는 추가합니다 [our new protections] 조이스는 “전통적인 순방향 보안과 사후 보안까지”라고 말했습니다. “그러나 보안 관점에서 우리에게 필요한 속성이 더 있을 수도 있습니다. 그래서 그 모든 것을 저글링하는 것이 재미있을 것 같아요.”
디오고 바라다스캐나다 워털루 대학교 컴퓨터 과학 조교수는 Amigo가 정치적 시위 이상의 용도를 찾을 수 있다고 덧붙였습니다.
Amigo 팀에 속하지 않은 Baradas는 “이러한 군중 역학이 특히 관심을 끄는 또 다른 시나리오로는 홍수, 화재, 지진과 같은 자연 재해 시나리오가 있으며 인터넷 통신이 불가능할 수 있습니다”라고 말합니다. “그리고 피해를 입은 시민, 최초 대응자, 자원봉사자는 적절한 대응을 보장하기 위해 협력해야 합니다.”
개발자들은 실제 군중에 대한 연구를 기반으로 한 군중의 수학적 모델을 중심으로 Amigo 메시 네트워크를 구축했습니다. 코라 루이스
오늘날의 메시 네트워크는 군중에 대해 아무것도 모릅니다.
메시 표준에 대한 최종 실제 현실 확인은 메시 네트워크가 군중을 처리하는 방법에 대한 새로운 연구에서 나타납니다.
코라 루이스 Jois 대학원생입니다. 보안, 개인 정보 보호 및 암호 공학 연구실 시티 칼리지에서. 그녀는 대부분의 메시 네트워크 환경에서 군중을 모델링하기 위한 “랜덤 워크” 스타일 접근 방식을 조사해 왔습니다.
공기 샘플의 질소 및 산소 분자와 마찬가지로 오늘날 개별 메시 노드는 일반적으로 각 추적 임의 경로에 상상 그 움직임은 근처 노드와 상관 관계가 없습니다. 이것이 메쉬 네트워크가 군중 행동을 수학적으로 모델링하는 방법이라면, Ruiz는 말합니다. 당연히 메시 네트워크는 특정 실제 환경에서 포착됩니다.
Ruiz는 군중 행동에 대한 전통적인 메시 모델에 대해 “이러한 대규모 시민 시위에서 시위대가 물리적으로 움직이는 방식에 대한 이해가 전혀 없습니다.”라고 말합니다. “그리고 사람들이 움직이는 방식과 움직임을 주도하는 요소, 어떤 수준에서든 그것이 어떻게 보이는지에 대한 이해 없이는 실제로 맞춤형 솔루션을 개발하는 것이 거의 불가능할 것입니다.”
그래서 대신 Ruiz는 심리적 군중이라고 부르는 모델을 메시 네트워크 알고리즘으로 가져오는 방법을 모색하고 있습니다.
“심리적 군중은 특정한 공유된 자아감을 가진 사람들이 한 장소에 모여 있는 것입니다.”라고 그녀는 말합니다. “그리고 이러한 공유된 자아감은 사람들이 움직이는 방식에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다. 그들은 서로 더 가깝게 움직이는 경향이 있습니다. 그들은 서로 사이에 많은 거리가 두는 것을 용납하지 않습니다. 그들은 느리게 움직입니다.”
Jois는 심리적 군중에 대한 보다 현실적인 수학적 모델을 개발하는 것은 학제 간 노력이라고 말합니다. 그것은 수학의 일부이고, 사회학과 집단 심리학의 일부입니다. “[Ruiz’s] 현재 작업은 통신 역학을 결정하고 [group] 인터넷 차단이 흔한 곳에서 시위 활동가와 언론인을 찾아가 그들의 요구 사항이 무엇인지 파악함으로써 역학 관계를 파악합니다.”라고 그는 말합니다.
Ruiz는 “메시는 물리적 움직임과 트래픽 패턴의 영향을 많이 받기 때문에 Amigo와 기타 미래의 메시 메시징 도구를 발전시키려면 강력한 이해가 중요합니다.”라고 덧붙였습니다.
Jois는 Amigo가 군중 모델에 대한 영감으로 그림을 그렸다고 덧붙였습니다. 문서 2019년 홍콩 민주화 시위대가 만들어 동료 활동가들에게 행진과 집회 방법을 조언했습니다. 그로부터 다른 연구 그럴 수도 있지 수학적 모델을 고안하는 데 도움을 줌 ~의 실제 군중의 움직임Jois는 Amigo가 메시 네트워크를 현실 세계로 가져오는 중요한 다음 단계를 대표한다고 말합니다.
“우리의 결과는 메시 네트워킹에 필요한 몇 가지 기본 작업이 있다는 것을 보여줍니다.”라고 Jois는 말합니다. “우리는 학술 공간에 서서 ‘아, 이것이 우리가 필요하다고 생각하는 것입니다.’라고 말할 수 있습니다. 하지만 소스에서 정보를 얻지 않는 한 우리는 알 수 없습니다.”