Jak aplikacje do wiadomości obsługują ruch i trasowanie

Zdjęcie: freepik.com - DilokaStudio

Wysłanie wiadomości tekstowej na WhatsApp wydaje się natychmiastowe. Stuknij, szum, gotowe. Ale między opuszczeniem ekranu przez twój kciuk a pojawieniem się wiadomości na telefonie innej osoby, twoje dane trafiają na serwer przekaźnikowy, są szyfrowane, przeskakują przez tabelę trasowania i lądują na drugim serwerze bliżej odbiorcy. Wszystko to zajmuje około 200 milisekund.

Cały ten łańcuch ma większe znaczenie, niż ludzie są skłonni przyznać.

Twoje wiadomości biorą objazdy

Żadne z głównych aplikacji do wiadomości nie wysyła danych bezpośrednio z urządzenia na urządzenie. Wszystkie korzystają z serwerów przekaźnikowych, ale sposób, w jaki organizują te serwery, jest diametralnie różny.

Telegram prowadzi pięć klastrów centrów danych w różnych częściach świata. Kiedy się rejestrujesz, przypisuje cię do jednego na podstawie twojej lokalizacji. Użytkownik w Singapurze i użytkownik we Frankfurcie rozmawiają z całkowicie różnymi grupami serwerów, nawet jeśli rozmawiają ze sobą. Serwery zajmują się przekazaniem w środku.

WhatsApp przesyła prawie wszystko przez infrastrukturę Meta, która jest bardziej scentralizowana. Signal przyjmuje przeciwną strategię, prowadząc mniejszy ślad serwerowy i celowo unikając zbierania metadanych. Każdy projekt ma konsekwencje dla prędkości, niezawodności i tego, kto może podsłuchiwać co.

Co się dzieje, gdy rządy wyłączają przełącznik

Iran zablokował Telegram w 2018 roku. Rosja próbowała i w większości się nie udało. Chiny blokują prawie wszystko, co nie jest WeChat. Ta część jest praktyczna, a nie teoretyczna.

Standardowy podręcznik jest prosty: ustal, do których adresów IP łączy się aplikacja do wiadomości, a następnie zablokuj te IP na poziomie ISP. Działa, przynajmniej na początku. Ale deweloperzy aplikacji stali się kreatywni.

Telegram zbudował coś, co nazywa się protokołem proxy MTProto. Owijają ruch wiadomości, aby wyglądał jak zwykłe przeglądanie stron HTTPS. Dla użytkowników w krajach z ograniczeniami, skonfigurowanie proxy telegramu tworzy połączenie pośredniczące, które omija rządowe filtry.

Signal poszedł inną drogą z frontowaniem domeny. Pomysł polegał na tym, aby ruch Signal wyglądał, jakby zmierzał do Google. Sprytne, ale Google ostatecznie zlikwidowało tę technikę w swojej infrastrukturze, a Amazon poszedł w ślady. Więc Signal musiał się znowu dostosować.

Problem z obciążeniem szyfrowania

Ludzie mówią o szyfrowaniu end-to-end, jakby było darmowe. Nie jest.

Szyfrowane pakiety są większe niż nieszyfrowane. Każda rozmowa wymaga również kryptograficznego uścisku dłoni, zanim cokolwiek może się ruszyć. Protokół Signal, który WhatsApp również używa od 2016 roku, dodaje około 15-20% więcej danych na wiadomość. Badania opublikowane przez IEEE udokumentowały, jak ten ładunek szyfrowania zmusza operatorów mobilnych do przemyślenia, jak priorytetują ruch aplikacji.

A czaty grupowe to całkowicie inny ból głowy. Jeśli wyślesz jedną wiadomość do grupy z 200 członkami, aplikacja musi wygenerować 200 oddzielnych szyfrowanych kopii. To kosztowne pod względem przetwarzania i przepustowości. Obejście Telegramu polega na tym, aby używać szyfrowania end-to-end tylko dla "Tajnych Czatów" i obsługiwać normalne rozmowy za pomocą szyfrowania po stronie serwera. To kompromis: mniej prywatności, ale znacznie szybsza dostawa grupowa.

Skala, która łamie mózg

WhatsApp przesyła ponad 100 miliardów wiadomości dziennie. Niech ta liczba na chwilę się zatrzyma. Jeśli 1% z nich się nie powiedzie, miliard wiadomości zniknie.

Aplikacje korzystają z geograficznego równoważenia obciążenia (trasując cię do najbliższego serwera z pojemnością) i multipleksowania połączeń (upychając wiele strumieni czatu w jedno połączenie zamiast otwierać nowe). Nic egzotycznego, ale zrobienie tego poprawnie na tej skali to naprawdę trudne inżynieria.

Protokół MTProto Telegramu zasługuje na wzmiankę również tutaj. Został zbudowany, aby ograniczyć wymianę potrzebną do nawiązania połączenia. Standardowe HTTPS wymaga kilku podróży tam i z powrotem tylko dla uścisku dłoni. MTProto skraca to, co jest częściowo powodem, dla którego Telegram wydaje się szybszy w regionach z niestabilnym internetem. Techniczna infrastruktura platformy rozkłada ten ładunek na pięć globalnych klastrów wspomnianych wcześniej.

Więc co powinieneś naprawdę brać pod uwagę

Każdy serwer, który dotyka twoja wiadomość, to miejsce, w którym mogą wyciekać metadane. Kto z kim rozmawia, kiedy, jak często. Szyfrowanie chroni treść, ale sama ścieżka trasowania opowiada historię.

Jeśli ci to przeszkadza, sprawdź, czy twoja aplikacja obsługuje trasowanie proxy lub alternatywne ścieżki połączeń. Nie wszystkie to robią. Aplikacje dające użytkownikom kontrolę nad ich ścieżką ruchu będą lepiej radzić sobie, gdy narzędzia cenzury staną się mądrzejsze, a nadzór sieciowy stanie się tańszy.

Warstwa trasowania staje się równie ważna jak warstwa szyfrowania. Większość ludzi jeszcze tego nie zauważyła.