Wie Messaging-Apps Traffic und Routing handhaben

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Eine Nachricht über WhatsApp zu senden, fühlt sich sofort an. Tippen, whoosh, fertig. Aber zwischen dem Moment, in dem Ihr Daumen den Bildschirm verlässt, und der Nachricht, die auf dem Telefon eines anderen erscheint, gelangt Ihre Daten zu einem Relais-Server, wird verschlüsselt, springt durch eine Routing-Tabelle und landet bei einem zweiten Server, der näher am Empfänger ist. Das alles in etwa 200 Millisekunden.

Diese gesamte Kette ist wichtiger, als die Leute ihr zugestehen.

Ihre Nachrichten nehmen Umwege

Keine der großen Messaging-Apps sendet Daten direkt von Gerät zu Gerät. Sie alle verwenden Relais-Server, aber die Art und Weise, wie sie diese Server organisieren, ist völlig unterschiedlich.

Telegram betreibt fünf Datenzentrum-Cluster in verschiedenen Teilen der Welt. Wenn Sie sich zum ersten Mal anmelden, werden Sie basierend auf Ihrem Standort einem zugewiesen. Ein Benutzer in Singapur und ein Benutzer in Frankfurt sprechen mit völlig unterschiedlichen Servergruppen, selbst wenn sie miteinander chatten. Die Server übernehmen den Übergang in der Mitte.

WhatsApp leitet fast alles über die Infrastruktur von Meta, die zentraler ist. Signal verfolgt den entgegengesetzten Ansatz, betreibt eine kleinere Server-Präsenz und vermeidet absichtlich die Erfassung von Metadaten. Jedes Design hat Auswirkungen auf Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und wer was ausspionieren kann.

Was passiert, wenn Regierungen den Ausschalter betätigen

Der Iran blockierte Telegram im Jahr 2018. Russland versuchte es und scheiterte größtenteils. China blockiert fast alles, was nicht WeChat ist. Dieser Teil ist praktisch, nicht theoretisch.

Das Standardverfahren ist einfach: herausfinden, mit welchen IP-Adressen eine Messaging-App verbunden ist, und dann diese IPs auf ISP-Ebene blockieren. Es funktioniert, zumindest anfangs. Aber App-Entwickler sind kreativ geworden.

Telegram hat etwas namens MTProto-Proxy-Protokoll entwickelt. Es umschließt den Messaging-Verkehr, sodass er wie gewöhnliches HTTPS-Web-Browsing aussieht. Für Benutzer in eingeschränkten Ländern schafft die Einrichtung eines Telegram-Proxys eine Zwischenverbindung, die an den staatlichen Filtern vorbeischlüpft.

Signal ging einen anderen Weg mit Domain-Fronting. Die Idee war, den Signal-Verkehr so aussehen zu lassen, als würde er zu Google gehen. Clever, aber Google hat schließlich die Technik auf ihrer Infrastruktur abgeschaltet, und Amazon folgte. Also musste Signal sich erneut anpassen.

Das Problem der Verschlüsselungsüberlastung

Die Leute sprechen über End-to-End-Verschlüsselung, als wäre sie kostenlos. Das ist sie nicht.

Verschlüsselte Pakete sind größer als unverschlüsselte. Jedes Gespräch erfordert auch einen kryptografischen Handshake, bevor etwas bewegt werden kann. Signals Protokoll, das WhatsApp ebenfalls seit 2016 verwendet, fügt pro Nachricht ungefähr 15-20% mehr Daten hinzu. Forschungen, die über IEEE veröffentlicht wurden, haben dokumentiert, wie diese Verschlüsselungsbelastung Mobilfunkanbieter zwingt, die Art und Weise, wie sie den App-Verkehr priorisieren, zu überdenken.

Und Gruppenchats sind ein ganz anderes Kopfzerbrechen. Wenn Sie eine Nachricht an eine Gruppe mit 200 Mitgliedern senden, muss die App 200 separate verschlüsselte Kopien erstellen. Das ist teuer in Bezug auf Verarbeitung und Bandbreite. Telegrames Lösung besteht darin, End-to-End-Verschlüsselung nur für "Geheime Chats" zu verwenden und normale Gespräche stattdessen mit serverseitiger Verschlüsselung zu behandeln. Es ist ein Kompromiss: weniger Privatsphäre, aber viel schnellere Gruppenlieferung.

Skalierung, die Ihr Gehirn sprengt

WhatsApp bewegt über 100 Milliarden Nachrichten pro Tag. Lassen Sie diese Zahl einen Moment lang wirken. Wenn 1% davon fehlschlägt, würden eine Milliarde Nachrichten verschwinden.

Die Apps verwenden geografisches Lastenausgleich (Sie werden zum nächstgelegenen Server mit Kapazität geleitet) und Verbindungs-Multiplexing (mehrere Chatströme in eine Verbindung zu quetschen, anstatt neue zu öffnen). Nichts Exotisches, aber es richtig zu machen, ist in diesem Maßstab wirklich harte Ingenieursarbeit.

Das MTProto-Protokoll von Telegram verdient hier ebenfalls eine Erwähnung. Es wurde entwickelt, um die Hin- und Herbewegungen zur Herstellung einer Verbindung zu reduzieren. Standard-HTTPS benötigt mehrere Hin- und Rückfahrten nur für den Handshake. MTProto verkürzt das, was teilweise der Grund ist, warum Telegram in Regionen mit unzuverlässigem Internet schneller erscheint. Die technische Infrastruktur der Plattform verteilt diese Arbeitslast auf die zuvor erwähnten fünf globalen Cluster.

Worauf sollten Sie tatsächlich achten

Jeder Server, den Ihre Nachricht berührt, ist ein Punkt, an dem Metadaten durchsickern können. Mit wem Sie Nachrichten senden, wann, wie oft. Die Verschlüsselung schützt den Inhalt, aber der Routing-Pfad selbst erzählt eine Geschichte.

Wenn Sie sich darüber Sorgen machen, überprüfen Sie, ob Ihre App Proxy-Routing oder alternative Verbindungspfade unterstützt. Nicht alle tun dies. Die Apps, die den Benutzern die Kontrolle über ihren Verkehrsweg geben, werden besser abschneiden, während Zensurwerkzeuge intelligenter werden und die Netzwerküberwachung günstiger wird.

Die Routing-Ebene wird ebenso wichtig wie die Verschlüsselungsebene. Die meisten Menschen haben das noch nicht erkannt.