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Cambios según Dhionel a los capitulos 3, 7 y 8

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    77\begin{bibunit}[unsrt]
    88
    9 Tal como se plantea en \cite{cenditel_anonimato}, se puede indicar que la privacidad se trata de una necesidad natural inherente de los seres humanos, la cual responde a la libre vo\-lun\-ta\-rie\-dad de escoger con quienes se quiere relacionar, o se trata de elegir la información que se desea sea conocida en esa relación. Esto se deriva de la intimidad humana, como espacio de crecimiento y desarrollo personal, y de protección del ámbito privado personal, en el que la personas se pueden comportar y expresar de forma libre y sin temor o reticencia ante la presencia o intervención indeseada de terceras personas. Esto implica que se puede representar como la contraparte al ámbito público, el cual es un espacio en el que las interacciones sociales son constantes y necesarias, y se encuentran influenciadas y limitadas por normas y regulaciones jurídicas, sociales, culturales, religiosas, entre otras, las cuales determinan en todo momento las conductas a seguir y por lo general se establecen sanciones en los casos de violación de alguno de esos preceptos.
     9Tal como se plantea en \cite{cenditel_anonimato}, se puede indicar que la privacidad se trata de una necesidad natural e inherente de los seres humanos, la cual responde a la libre vo\-lun\-ta\-rie\-dad de escoger con quiénes cada uno se quiere relacionar, o se trata de elegir la información que se desea sea conocida en esa relación. Esto se deriva de la intimidad humana, como espacio de crecimiento y desarrollo personal, y de protección del ámbito privado personal, en el que la personas se pueden comportar y expresar de forma libre y sin temor o reticencia ante la presencia o intervención indeseada de terceras personas. Esto implica que se puede representar como la contraparte al ámbito público, el cual es un espacio en el que las interacciones sociales son constantes y necesarias, y se encuentran influenciadas y limitadas por normas y regulaciones jurídicas, sociales, culturales, religiosas, entre otras, las cuales determinan en todo momento las conductas a seguir y por lo general se establecen sanciones en los casos de violación de alguno de esos preceptos.
    1010
    1111La privacidad también se puede pensar como una necesidad que se ha adquirido en el transcurso del tiempo, debido principalmente a factores como:
    … …  
    1414\item El reconocimiento y protección de los derechos humanos fundamentales en el mundo. Históricamente, se observa que desde tiempos antiguos se manejaba la noción de un espacio propio de cada persona, que permitiera su crecimiento personal. Se penalizaban las violaciones a ese espacio, pero más por razones de seguridad pública y por relacionarlo a derechos patrimoniales.
    1515\item Las discusiones acerca de un derecho a la intimidad, a la vida privada, a la privacidad se presentan con mayor fuerza luego del surgimiento de la prensa escrita, ya que es el medio que empieza a posibilitar la transmisión de una misma información a gran número de personas.
    16 \item Se ha planteado como una necesidad que se ha visto influenciada y potenciada por la aparición, crecimiento y masificación de las TIC (computarores personales, la Internet, televisión, telefonía fija y móvil, etc), ya que éstas permiten la facil divulgación de gran cantidad de información en poco tiempo.
     16\item Se ha planteado como una necesidad que se ha visto influenciada y potenciada por la aparición, crecimiento y masificación de las TIC (computadores personales, la Internet, televisión, telefonía fija y móvil, etc), ya que éstas permiten la facil divulgación de gran cantidad de información en poco tiempo.
    1717\end{enumerate}
    1818
    1919Sin embargo, no es necesario apelar a los artículos de la carta sobre los Derechos Humanos establecida por la Organización de las Naciones Unidas para darse cuenta que cada una de las personas que habitan este planeta tiene el derecho de decidir sobre el destino de su información privada. Esto incluye no sólo decidir quién, cómo, dónde y cuándo terceras partes puedan tener acceso a sus datos en general, sino que se debe prestar una particular atención a los que están relacionados con la identidad, el perfil social, cultural, personal, etc.
    2020
    21 Tanto en las organizaciones privadas, como en las públicas, y a nivel individual, la protección de la información no sólo debe incluir los aspectos típicamente enmarcados dentro de la integridad, confidencialidad y disponibilidad de los datos, sino que debe ampliarse al resguardo de la privacidad donde, entre otros, se procura evitar que se devele la identidad de las partes comunicantes. Se han desarrollado varias estrategias, mecanismos, técnicas y sistemas que tienen esto como objetivo, y que pueden enmarcarse en lo que se denomina las tecnologías que mejoran la privacidad (se conoce en inglés como \textit{Privacy Enhancing Technologies o PET}).
    22 
    23 Este tipo de tecnologías han tenido sus frutos en escenarios de diversa índole, que van desde aplicaciones militares, donde se procura evitar que el enemigo pueda des\-cu\-brir las conexiones estratégicas, pasando por aplicaciones cien\-tí\-fi\-cas/co\-mer\-cia\-les, que evitan revelar información sobre las comunicaciones hechas entre socios cien\-tí\-fi\-co/co\-mer\-cia\-les, hasta las aplicaciones de particulares que le ayudan a mantener en privado sus datos personales: los referentes a su salud, su estado financiero, sus preferencias de consumo, etc. Uno de los puntos críticos de la privacidad es el encubrimiento de la identidad de las partes comunicantes, es decir, es la procura de que las comunicaciones sean anónimas: anonimato.
     21Tanto en las organizaciones privadas, como en las públicas, y a nivel individual, la protección de la información no sólo debe incluir los aspectos típicamente enmarcados dentro de la integridad, confidencialidad y disponibilidad de los datos, sino que debe ampliarse al resguardo de la privacidad donde, entre otros, se procura evitar que se devele la identidad de las partes comunicantes. Se han desarrollado varias estrategias, mecanismos, técnicas y sistemas que tienen ésto como objetivo, y que pueden enmarcarse en lo que se denomina las tecnologías que mejoran la privacidad (se conoce en inglés como \textit{Privacy Enhancing Technologies o PET}).
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     23Este tipo de tecnologías han tenido sus frutos en escenarios de diversa índole, que van desde aplicaciones militares, donde se procura evitar que el adversario pueda des\-cu\-brir las conexiones estratégicas, pasando por aplicaciones cien\-tí\-fi\-cas/co\-mer\-cia\-les, que evitan revelar información sobre las comunicaciones hechas entre socios cien\-tí\-fi\-co/co\-mer\-cia\-les, hasta las aplicaciones de particulares que le ayudan a mantener en privado sus datos personales: los referentes a su salud, su estado financiero, sus preferencias de consumo, etc. Uno de los puntos críticos de la privacidad es el encubrimiento de la identidad de las partes comunicantes, es decir, es la procura de que las comunicaciones sean anónimas: anonimato.
    2424
    2525Cada una de las técnicas y mecanismos utilizados tienen sus ventajas y desventajas en cuanto al perfil de ataque considerado. Es decir, dependiendo del tipo de atacante que se considere, cada una de éstas posee un conjunto de fortalezas y debilidades asociadas. Adicional al perfil del atacante, se debe incluir su radio de acción, esto quiere decir, que se debe considerar su capacidad para manejar ciertos volúmenes de usuarios, su heterogeneidad, su distribución y localización.
    … …  
    2727Además se debe considerar el tipo de comunicación anónima que se desea o necesita entablar: mensajería instantánea, correos electrónicos, servicios web, etc.
    2828
    29 En las siguientes secciones se presentan algunas técnicas, sistemas y mecanismos que se orientan a proporcionar privacidad basado en el anonimato.
     29En las siguientes secciones se presentan algunas técnicas, sistemas y mecanismos que se orientan a proporcionar privacidad basándose en el anonimato.
    3030
    3131\section{Técnicas para proporcionar privacidad}
    3232
    33 Tal como se menciona en \cite{ico2006} las personas en general utilizan la Internet para poder comunicarse, para el envío de correo electrónico, para la investigación en diversas áreas de interés, para la interacción con distintos organismos públicos o privados, etc. Al mismo tiempo, gran cantidad de estos organismos públicos y privados en distintas regiones del planeta buscan maximizar la interacción electrónica en todos los niveles entre los usuarios y sus centros tecnológicos, intercambiando información a través del uso de bases de datos controladas por ellos mismos, buscando utilizar el poder de la informática para tener el control de la información concerniente a innumerables aspectos relacionados a los individuos, tales como las preferencias en sus consumos diarios, la interacción con su alrededor, sus estilos de vida, sus opiniones, sus preferencias, y todo esto en niveles que en gran medida son desconocidos por los mismos usuarios. En respuesta a lo anterior, y procurando minimizar este tipo de control, se han propuestos diferentes mecanismos y sistemas que buscan reforzar o mejorar la privacidad (Privacy Enhancing Technologies) del individuo (visto en un contexto amplio, es decir, pudiéndose considerar como individuo a un conjunto de personas, e incluso a organizaciones completas).
    34 
    35 Este tipo de tecnologías pueden asistir a los organismos en su cumplimiento de los principios de protección de la privacidad establecido en los derechos humanos \cite{ONU1948}, dándole a los usuarios mayor poder para controlar su información, pudiendo éstos decidir cómo y cuándo puede ser utilizada por terceras partes. Existen sistemas tales como los navegadores web anónimos y servicios especiales de correo electrónico que le permiten comunicarse sin necesidad de revelar su verdadera identidad. Los sistemas para el manejo de la identidad potencialmente le permiten a los individuos acceder a los servicios y recursos sin tener que proveer información sobre ellos. Esto implica involucrar a una o varias organizaciones sobre las cuales se deba tener cierto grado de "confianza", y que puedan verificar la identidad de los usuarios, y además puedan generar cierto tipo de certificación electrónica que no contenga información sobre la identidad, pero que permita acceder a los recursos y servicios ofrecidos por terceras partes.
     33Tal como se menciona en \cite{ico2006} las personas en general utilizan la Internet para poder comunicarse, para el envío de correo electrónico, para la investigación en diversas áreas de interés, para la interacción con distintos organismos públicos o privados, etc. Al mismo tiempo, gran cantidad de estos organismos públicos y privados en distintas regiones del planeta buscan maximizar la interacción electrónica en todos los niveles entre los usuarios y sus centros tecnológicos, intercambiando información a través del uso de bases de datos controladas por ellos mismos, buscando utilizar herramientas de la informática para tener el control de la información concerniente a innumerables aspectos relacionados a los individuos, tales como las preferencias en sus consumos diarios, la interacción con su alrededor, sus estilos de vida, sus opiniones, sus preferencias, y todo esto en niveles que en gran medida son desconocidos por los mismos usuarios. En respuesta a lo anterior, y procurando minimizar este tipo de control, se han propuestos diferentes mecanismos y sistemas que buscan reforzar o mejorar la privacidad (Privacy Enhancing Technologies) del individuo (visto en un contexto amplio, es decir, pudiéndose considerar como individuo a un conjunto de personas, e incluso a organizaciones completas).
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     35Este tipo de tecnologías pueden asistir a los organismos en su cumplimiento de los principios de protección de la privacidad establecidos en la declaración universal de los derechos humanos \cite{ONU1948}, dándole a los usuarios mayor poder para controlar su información, pudiendo éstos decidir cómo y cuándo puede ser utilizada por terceras partes. Existen sistemas tales como los navegadores web anónimos y servicios especiales de correo electrónico que le permiten comunicarse sin necesidad de revelar su verdadera identidad. Los sistemas para el manejo de la identidad potencialmente le permiten a los individuos acceder a los servicios y recursos sin tener que proveer información sobre ellos. Esto implica involucrar a una o varias organizaciones sobre las cuales se deba tener cierto grado de "confianza", que puedan verificar la identidad de los usuarios, y además puedan generar cierto tipo de certificación electrónica que no contenga información sobre la identidad, pero que permita acceder a los recursos y servicios ofrecidos por terceras partes.
    3636
    3737Las tecnologías que mejoran o refuerzan la privacidad no son sólo aquellas destinadas a proveer un cierto grado de anonimato, sino que se extienden a la protección y mejora de la privacidad en general del individuo, incluyendo el cumplimiento de sus derechos sobre la protección de sus datos, en este sentido se pueden mencionar, como ejemplos de este tipo de tecnología, los siguientes:
    … …  
    4040\item Los sistemas de acceso biométrico cifrado, que permiten el uso de las huellas dactilares como mecanismo para autenticar la identidad de un individuo sin necesidad de retener su huella dactilar actual.
    4141\item Los accesos seguros a los datos personales de los usuarios en línea.
    42 \item Programas que permiten a los navegadores detectar automáticamente las políticas de privacidad de los sitios web y las comparan con las preferencias expresadas por los usuarios.
     42\item Programas que permiten a los navegadores detectar automáticamente las políticas de privacidad de los sitios web y permitan compararlas con las preferencias expresadas por los usuarios.
    4343\item Sistemas de alertas y avisos que son anexados a la misma información y que previenen su uso en caso del no cumplimiento de las políticas de privacidad.
    4444\end{itemize}
    … …  
    6060Este sistema está delimitado por los componentes antes mencionados, por lo cual los involucrados que se encuentren fuera de esta delimitación, en cada uno de los casos que se describen se consideran participantes externos.
    6161
    62 Cada uno de los casos de estudio presentados serán considerados desde la perspectiva del atacante, quien puede monitorear las comunicaciones, estudiar sus patrones, e incluso puede hacer cambios al manipular el contenido. El atacante puede estar dentro del sistema o puede ser uno de los participantes externos.
     62Cada uno de los casos de estudio presentados serán considerados desde la perspectiva del atacante, quien puede monitorear las comunicaciones, estudiar sus patrones, e incluso puede hacerle cambios al manipular su contenido. El atacante puede estar dentro del sistema o puede ser uno de los participantes externos.
    6363
    6464En todas las definiciones de los términos relacionados con las tecnologías asociadas a la mejora o refuerzo de la privacidad, se considera un sujeto (subject) a una entidad (ente o ser) que tiene la posibilidad de actuar en el sistema, por ejemplo, un ser humano, una persona jurídica, un computador, etc.
    6565
    66 Como se mencionó en la sección \ref{anonimato} un sujeto es anónimo cuando no puede ser identificado dentro de un conjunto de sujetos, denominado el conjunto anónimo. Este conjunto está conformado por todos los posibles sujetos que pueden causar (o estar relacionados con) una acción. No ser identificado significa que ese sujeto no puede ser caracterizado de forma única o particular dentro de ese conjunto. Un sujeto actúa anónimamente cuando, desde el punto de vista del adversario, su acción no puede relacionarse con su identidad, dado que hay un conjunto de sujetos que podrían ser los causantes potenciales de la acción (y el adversario no puede distinguir a su verdadero causante). El anonimato debe permitirle a un sujeto utilizar un recurso o servicio sin revelar su identidad, esto implica que el anonimato por si mismo no procura proteger la identidad de un usuario en un ámbito general, lo que pretende es evitar que otros usuarios o sujetos no puedan determinar la identidad de un usuario cuando éste genera una acción u operación en particular.
     66Como se mencionó en la sección \ref{anonimato} un sujeto es anónimo cuando no puede ser identificado dentro de un conjunto de sujetos, denominado el conjunto anónimo. Este conjunto está conformado por todos los posibles sujetos que pueden causar (o estar relacionados con) una acción. No ser identificado significa que ese sujeto no puede ser caracterizado de forma única o particular dentro de ese conjunto. Un sujeto actúa anónimamente cuando, desde el punto de vista del adversario, su acción no puede relacionarse con su identidad, dado que hay un conjunto de sujetos que podrían ser los causantes potenciales de la acción (y el adversario no puede distinguir a su verdadero causante). El anonimato debe permitirle a un sujeto utilizar un recurso o servicio sin revelar su identidad, esto implica que el anonimato por si mismo no procura proteger la identidad de un usuario en un ámbito general, lo que pretende es evitar que otros usuarios o sujetos puedan determinar la identidad de un usuario cuando éste genera una acción u operación en particular.
    6767
    6868Con respecto a las entidades que podrían generar una acción, el conjunto anónimo se conforma por los sujetos que pueden generar una acción en un instante de tiempo específico; desde el punto de vista de las direcciones o ubicaciones de las entidades, el conjunto anónimo está conformado por los sujetos que pueden estar relacionados a una ubicación o dirección. Lo anterior quiere decir que el anonimato se podría clasificar según las entidades involucradas o según la ubicación de las mismas.
    … …  
    7979\end{figure}
    8080
    81 Con lo anterior se especifica que existe un conjunto anónimo para el emisor de un mensaje, existe otro conjunto anónimo para el receptor de ese mensaje, y estos conjuntos puedes ser disjuntos, pueden solaparse o pueden ser el mismo conjunto.
     81Con lo anterior se especifica que existe un conjunto anónimo para el emisor de un mensaje, existe otro conjunto anónimo para el receptor de ese mensaje, y estos conjuntos pueden ser disjuntos, pueden solaparse o pueden ser el mismo conjunto.
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    8383Por otro lado el anonimato además de estar relacionado al conjunto anónimo y al tiempo en el que se está ejecutando la acción, también tiene relación al contexto donde se aplica, es decir, un sujeto puede ser anónimo en relación al contexto envío y recepción de correos electrónicos, pero puede no serlo en ese mismo instante de tiempo para el contexto interacción con una base de datos. Esto se debe a que según el contexto de estudio pueden existir distintos atributos que caractericen al conjunto anónimo, y por ende al anonimato del sujeto.
    … …  
    8585Como se mencionó el conjunto anónimo está directamente relacionado con el atacante, esto quiere decir, que el conjunto anónimo se delimita según el grado de conocimiento que posee el atacante. De esta forma, el fin último del anonimato es procurar que el atacante posea la misma información antes y después de su ataque.
    8686
    87 Dado que el anonimato es dependiente del contexto, definido por sus atributos, las variaciones del mismo podrían cambiar los niveles de anonimato. Si se pretende diferenciar entre "niveles" de anonimato, es necesario poder cuantificarlo (medirlo) con el fin de poder hacer distinciones entre distintos sistemas anónimos.
     87Dado que el anonimato es dependiente del contexto, definido por sus atributos, las variaciones del mismo podrían cambiar los niveles de anonimato. Si se pretende diferenciar entre ``niveles'' de anonimato, es necesario poder cuantificarlo (medirlo) con el fin de poder hacer distinciones entre distintos sistemas anónimos.
    8888
    8989\subsection{Técnicas de Anonimato}
    9090
    91 Tal como se mencionó en el apartado anterior el anonimato de un sujeto es el estado de no ser identificable dentro de un conjunto de sujetos, denominado el conjunto anónimo. También se ha mencionado, ver \cite{rlsm:terminology}, que el emisor de un mensaje puede ser anónimo sólo dentro de un conjunto de potenciales emisores, lo que correspondería al conjunto anónimo del emisor, el cual a su vez puede ser un subconjunto de todos los sujetos a nivel mundial quienes podrían enviar mensajes en determinados instantes de tiempo. Este tipo de anonimato es llamado anonimato del emisor. Lo mismo ocurre para el receptor, quien puede ser anónimo sólo dentro de un conjunto de receptores posibles, llamado el conjunto anónimo del receptor, y a este tipo de anonimato es llamado anonimato del receptor. Además hay un tercer tipo de a anonimato, el de relación, el cual consiste en tener la propiedad de no poder relacionar quién se comunica con quién. La no relacionabilidad significa que dentro del sistema las distintas entidades, aquí denominadas ítems de interés o IDI (mensajes, emisores, receptores, etc.) no están ni más ni menos relacionadas con respecto a la información que se tenía antes de que el adversario ejecute un ataque (información a priori). En otras palabras, el anonimato del emisor/receptor puede ser definido como las propiedades de que un mensaje particular no sea relacionado a cualquier emisor/receptor, y que cualquier mensaje no sea relacionado a un emisor/receptor en particular, entonces el anonimato de relación es la propiedad de no poder relacionar o determinar quién se comunica con quién.
     91Tal como se mencionó en el apartado anterior el anonimato de un sujeto es el estado de no ser identificable dentro de un conjunto de sujetos, denominado el conjunto anónimo. También se ha mencionado, ver \cite{rlsm:terminology}, que el emisor de un mensaje puede ser anónimo sólo dentro de un conjunto de potenciales emisores, que corresponde al conjunto anónimo del emisor, el cual a su vez puede ser un subconjunto de todos los sujetos a nivel mundial quienes podrían enviar mensajes en determinados instantes de tiempo. Este tipo de anonimato es llamado anonimato del emisor. Lo mismo ocurre para el receptor, quien puede ser anónimo sólo dentro de un conjunto de receptores posibles, llamado el conjunto anónimo del receptor, y a este tipo de anonimato es llamado anonimato del receptor. Además hay un tercer tipo de anonimato, el de relación, el cual consiste en tener la propiedad de no poder relacionar quién se comunica con quién. La no relacionabilidad significa que dentro del sistema las distintas entidades, aquí denominadas ítems de interés o IDI (mensajes, emisores, receptores, etc.) no están ni más ni menos relacionadas con respecto a la información que se tenía antes de que el adversario ejecute un ataque (información a priori). En otras palabras, el anonimato del emisor/receptor puede ser definido como las propiedades de que un mensaje particular no pueda ser relacionado con ningún emisor/receptor, y que cualquier mensaje no pueda ser relacionado con ningún emisor/receptor en particular, entonces el anonimato de relación es la propiedad de no poder relacionar o determinar quién se comunica con quién.
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    9393El anonimato se fortalece mientras más grande sea su conjunto anónimo, y mientras más uniforme sea la distribución de probabilidad de la ejecución de las acciones por parte de los sujetos dentro del conjunto, es decir, el nivel de anonimato no sólo depende del tamaño del conjunto sino también de la probabilidad de que un sujeto en particular pueda generar cierta acción. De esta forma se puede definir el entorno de acción que acota las técnicas de anonimato para las comunicaciones: Colectar un conjunto apropiado de usuarios para que un usuario en particular pueda ser anónimo cuando se comunica con los demás.
    … …  
    106106\subsubsection{Redes de mezcla:}\hfill\\
    107107
    108 Esta idea se describe en \cite{rlsm:chaum-mix}. El método utiliza criptografía de clave pública y fue diseñado para que los sistemas de envío de correo electrónico proporcionaran anonimato del emisor, del receptor y de relación sin necesitar un servicio de confianza central (por ejemplo una autoridad certificadora). En general, los mezcladores o Mixes pueden ser entendidos como una cadena de proxies seguidos uno detrás del otro. Se considera que el atacante puede observar todas las comunicaciones y puede controlar todos los mixes a excepción de uno.
     108Esta idea se describe en \cite{rlsm:chaum-mix}. El método utiliza criptografía de clave pública y fue diseñado para que los sistemas de envío de correo electrónico proporcionaran anonimato del emisor, del receptor y de relación sin necesitar un servicio de confianza central (por ejemplo una autoridad certificadora). En general, los mezcladores o mixes pueden ser entendidos como una cadena de proxies seguidos uno detrás del otro. Se considera que el atacante puede observar todas las comunicaciones y puede controlar todos los mixes a excepción de uno.
    109109
    110110%\textbf{Topología Mix:}
    111111\paragraph{\textbf{Topología Mix}}\hfill\\
    112112
    113 Este concepto funciona aun cuando se dispone de un solo mix. Pero en este caso el usuario debe confiar en este mix. Típicamente hay más de un mix en la red organizados en forma de cadena. Existen diferente métodos para organizar la cooperación dentro de la red. Uno de ellos puede ser que cada mix existe independientemente en la red y los participantes libremente deciden a través de cuál de ellos enrutarán sus mensajes. Así cada nodo puede comunicarse con el resto conformando lo que se denomina una topología de red mix o red de mezcla.
     113Este concepto funciona aun cuando se dispone de un solo mix, pero en este caso el usuario debe confiar en este mix. Típicamente hay más de un mix en la red organizados en forma de cadena. Existen diferentes métodos para organizar la cooperación dentro de la red. Uno de ellos puede ser que cada mix existe independientemente en la red y los participantes libremente deciden a través de cuál de ellos enrutarán sus mensajes. Así cada nodo puede comunicarse con el resto conformando lo que se denomina una topología de red mix o red de mezcla.
    114114
    115115Otra posibilidad es utilizar una cadena de mixes predefinida. A esta cadena se le denomina mix en cascada. Además de los dos extremos antes mencionados, se pueden utilizar variaciones que resulten en diseños híbridos. Un análisis y comparación de ambas ideas se presenta en \cite{rlsm:berthold,george-thesis}.
    … …  
    126126\paragraph{\textbf{Funcionalidad básica}}\hfill\\
    127127
    128 En este enfoque los usuarios o clientes no envían sus solicitudes directamente al servidor (o a otro destino), sino que las envía a nodos (enrutadores) intermedios denominados mix. Para poder ocultar la comunicación de los participantes, los mixes no envían instantáneamente los mensajes que reciben, en vez de esto, los mixes almacenan varios mensajes de diferentes clientes por un tiempo definido, los transforman, y luego si los reenvían simultáneamente a los servidores de destino o a otros mixes en la red. Un observador que puede ver todos los mensajes entrantes y salientes de un mismo mix no podrá determinar cuáles mensajes de entrada corresponden a cuáles mensajes de salida.
     128En este enfoque los usuarios o clientes no envían sus solicitudes directamente al servidor (o a otro destino), sino que las envía a nodos (enrutadores) intermedios denominados mix. Para poder ocultar la comunicación de los participantes, los mixes no envían instantáneamente los mensajes que reciben, en vez de esto, ellos almacenan varios mensajes de diferentes clientes por un tiempo definido, los transforman, y luego los reenvían simultáneamente a los servidores de destino o a otros mixes en la red. Un observador que puede ver todos los mensajes entrantes y salientes de un mismo mix no podrá determinar cuáles mensajes de entrada corresponden a cuáles mensajes de salida.
    129129
    130130%\textbf{Preprocesamiento:}
    131131\paragraph{\textbf{Preprocesamiento}}\hfill\\
    132132
    133 El preprocesamiento es la transformación de los mensajes. El objetivo principal de la transformación de los mensajes es evitar que un atacante pueda trazar (descubrir su recorrido) un mensaje a través de la comparación de los patrones de bits correspondientes a los mensajes que entran y salen de un mix. Para poder enviar un mensaje, el cliente primero lo debe preparar. Para esto, el primer paso que debe dar es escoger el camino por el cual se transmitirá el mensaje, este camino estará compuesto por los mixes que haya escogido, y debe incluir el orden específico de reenvíos antes de que llegue a su destino final. Para mejorar la seguridad del sistema, se recomienda utilizar más de un mix en cada camino. El siguiente paso, es utilizar las claves públicas de los mixes escogidos para cifrar el mensaje, en el orden inverso en el que fueron escogidos, es decir, el mensaje se cifra primero con la clave pública del ultimo mix, luego con la del penúltimo, y así hasta cifrar por ultima vez con la clave pública del primer mix en el camino seleccionado. Cada vez que se cifra se construye una capa, y se incluye la dirección del siguiente nodo (ya sea el destino final u otro mix). Así cuando el primer mix obtiene el mensaje preparado, lo descifra con su clave privada, y obtiene la dirección del siguiente nodo al que debe reenviarle el resto del contenido que quedó después de su descifrado.
     133El preprocesamiento es la transformación de los mensajes. El objetivo principal de la transformación de los mensajes es evitar que un atacante pueda trazar un mensaje (descubrir su recorrido) a través de la comparación de los patrones de bits correspondientes a los mensajes que entran y salen de un mix. Para poder enviar un mensaje, el cliente primero lo debe preparar. Para esto, el primer paso que debe dar es escoger el camino por el cual se transmitirá el mensaje, este camino estará compuesto por los mixes que haya escogido, y debe incluir el orden específico de reenvíos antes de que llegue a su destino final. Para mejorar la seguridad del sistema, se recomienda utilizar más de un mix en cada camino. El siguiente paso, es utilizar las claves públicas de los mixes escogidos para cifrar el mensaje, en el orden inverso en el que fueron escogidos, es decir, el mensaje se cifra primero con la clave pública del ultimo mix, luego con la del penúltimo, y así sucesivamente hasta cifrar por ultima vez con la clave pública del primer mix en el camino seleccionado. Cada vez que se cifra se construye una capa, y se incluye la dirección del siguiente nodo (ya sea el destino final u otro mix). Así cuando el primer mix obtiene el mensaje preparado, lo descifra con su clave privada, y obtiene la dirección del siguiente nodo al que debe reenviarle el resto del contenido que quedó después de su descifrado.
    134134
    135135Este esquema puede ser descrito de la siguiente manera:
    … …  
    149149\paragraph{\textbf{Reordenamiento}}\hfill\\
    150150
    151 Mezclas por grupos (pool) o mezclas por cantidad (batch): Cuando un mix opera en modo "por cantidad" o "batch", éste recolecta un número fijo $n$ de mensajes, cifrándolos y reordenándolos antes de reenviarlos a todos en un solo envío. En contraste, un mix que opera en modo “por grupos” o “pool” tiene siempre un número $n$ de mensajes almacenados en su memoria temporal o “buffer” denominado “pool”. Si un nuevo mensaje llega al mix, entonces se escoge aleatoriamente y se reenvía uno de los mensajes almacenados. El número $n$ representa al tamaño del “pool”.
     151Mezclas por grupos (pool) o mezclas por lotes (batch): Cuando un mix opera en modo "por lotes" o "batch", éste recolecta un número fijo $n$ de mensajes, cifrándolos y reordenándolos antes de reenviarlos a todos en un solo envío. En contraste, un mix que opera en modo “por grupos” o “pool” tiene siempre un número $n$ de mensajes almacenados en su memoria temporal o “buffer” denominado “pool”. Si un nuevo mensaje llega al mix, entonces se escoge aleatoriamente y se reenvía uno de los mensajes almacenados. El número $n$ representa al tamaño del “pool”.
    152152
    153153%\textbf{Prueba de reenvío: }
    … …  
    159159\paragraph{\textbf{Tráfico de relleno o dummy}}\hfill\\
    160160
    161 Aun cuando ninguna información está siendo transmitida, es posible enviar información falsa en la red. Esto tendría el mismo efecto de no enviar ningún mensaje, pero un observador (atacante) no podría distinguir entre los mensajes reales de los que se envían como relleno. El envío de este tipo de mensajes de relleno es denominado tráfico dummy. Con respecto a la idea de los mixes, un mix podrá aleatoriamente enviar tráfico dummy a otro en la red. Este mecanismo también beneficiaría a los mix que trabajan en el modo batch, ya que normalmente estos mixes tienen que esperar hasta que un número predefinido de mensajes hayan llegado antes de que todos los mensajes sean reenviados simultáneamente, y evitaría los posibles retrasos que podrían ocurrir cuando no hayan envíos suficientes de mensajes al mix, y éste puede hacer su respectivo reenvío. Es decir, el tráfico dummy evitaría estos retrasos, ya que si no hay suficientes mensajes reales enviados, el número de mensajes necesarios para
     161Aun cuando ninguna información está siendo transmitida, es posible enviar información falsa o de relleno en la red. Esto tendría el mismo efecto de no enviar ningún mensaje, pero un observador (atacante) no podría distinguir entre los mensajes reales de los que se envían como relleno. El envío de este tipo de mensajes de relleno es denominado tráfico dummy. Con respecto a la idea de los mixes, un mix podrá aleatoriamente enviar tráfico dummy a otro en la red. Este mecanismo también beneficiaría a los mix que trabajan en el modo batch, ya que normalmente estos mixes tienen que esperar hasta que un número predefinido de mensajes hayan llegado antes de que todos los mensajes sean reenviados simultáneamente, y evitaría los posibles retrasos que podrían ocurrir cuando no hayan envíos suficientes de mensajes al mix, y éste puede hacer su respectivo reenvío. Es decir, el tráfico dummy evitaría estos retrasos, ya que si no hay suficientes mensajes reales enviados, el número de mensajes necesarios para
    162162hacer el reenvío se pudiese alcanzar con los mensajes de relleno.
    163163
    … …  
    165165\paragraph{\textbf{Anonimato del receptor (Direcciones de retorno no trazables)}}\hfill\\
    166166
    167 El hecho de permitir que un receptor pueda permanecer anónimo se le caracteriza por tener una dirección de retorno que no pueda ser registrada o trazada por un atacante. Esta dirección de retorno es un mensaje especial que tiene que ser creado por el receptor y tiene que ser utilizado por el emisor para el envío del mensaje al receptor anónimo. La idea de base de este tipo de direccionamiento es que el receptor, y no el emisor, define sobre cuáles mixes y el orden a ser utilizado para la entrega de cierto mensaje de respuesta. La dirección de retorno preparada por el receptor contiene una clave simétrica para cada mix en el camino que éste utilizará para cifrar el mensaje enviado por el emisor. Finalmente, el receptor recibirá un mensaje cifrado múltiples veces con claves simétricas como él mismo especificó. Dado que el receptor conoce todas las claves simétricas, para poder desarrollar esta técnica, éste puede descifrar el mensaje. Dado que la claves simétricas son desconocidas por el emisor y la codificación del mensaje cambia en cada uno de los mixes (debido al cifrado), el emisor no puede trazar el mensaje hacia el receptor.
     167El hecho de permitir que un receptor pueda permanecer anónimo se le caracteriza por tener una dirección de retorno que no pueda ser registrada o trazada por un atacante. Esta dirección de retorno es un mensaje especial que tiene que ser creado por el receptor y tiene que ser utilizado por el emisor para el envío del mensaje al receptor anónimo. La idea de base de este tipo de direccionamiento es que el receptor, y no el emisor, define sobre cuáles mixes y el orden en el que van a ser utilizados para la entrega de cierto mensaje de respuesta. La dirección de retorno preparada por el receptor contiene una clave simétrica para cada mix en el camino que éste utilizará para cifrar el mensaje enviado por el emisor. Finalmente, el receptor recibirá un mensaje cifrado múltiples veces con claves simétricas como él mismo especificó. Dado que el receptor conoce todas las claves simétricas, para poder desarrollar esta técnica, éste puede descifrar el mensaje. Dado que la claves simétricas son desconocidas por el emisor y la codificación del mensaje cambia en cada uno de los mixes (debido al cifrado), el emisor no puede trazar el mensaje hacia el receptor.
    168168
    169169Este esquema se explica de la siguiente forma: $A_1,...,A_m$ pueden ser la secuencia de las direcciones y $c_1,...,c_m$ pueden ser la secuencia de las claves públicas conocidas de la secuencia de mixes $Mix_1,...,Mix_m$ escogida por el receptor, donde $c_m$ puede ser una clave secreta de un sistema de cifrado simétrico. El mensaje añadido a la dirección de retorno pasará por estos mixes en orden ascendente dependiendo de sus índices. $A_{m+1}$ puede ser la dirección del receptor llamado $Mix_{m+1}$. De forma similar, al emisor se le llama $Mix_0$. El receptor crea una dirección de retorno no trazable ($k_0,A_1,R_1$) donde $k_0$ es una clave de un sistema de cifrado simétrico generada para este propósito. $Mix_0$ se supone que utiliza esta clave para codificar el contenido del mensaje con el fin de garantizar que el $Mix_1$ no sea capaz de leer este mensaje. $R_1$ es parte de la dirección de retorno, la cual se transmite a través del $Mix_0$ y contiene el mensaje generado y que ha sido cifrado utilizando $k_0$. $R_1$ inicialmente se crea escogiendo aleatoriamente un único nombre de la dirección de retorno en un esquema recursivo como el que se muestra a continuación:
    … …  
    204204Los canales mix son utilizados para manejar en tiempo real las cadenas continuas de datos o que contengan sólo pequeños retrasos a través de una cadena de mixes. Para este caso, es necesario que se divida el ancho de banda: una parte para la señalización y otra parte para el envío de los datos, ambos utilizados para la transmisión del mensaje.
    205205
    206 Se podría asumir que existe un sólo canal para la señalización, y varios canales para la transmisión de datos. Con el fin de establecer el canal, se envía un mensaje sobre el canal de señalización, el cual contiene la clave $k_i$ que deberá ser utilizada entre el emisor y el $Mix_i$, la cual se cifra de forma asimétrica por la clave pública de dicho mix. Con esto, se define un canal de igual forma para todos los mixes, sobre el cual será transmitido el mensaje.
    207 
    208 Se podría utilizar un canal para el envío y otro canal para la recepción. Un canal de envío es análogo a un cifrado híbrido: el emisor establece un canal, y codifica continuamente su información $N$, transformándola en $k_1(k_2(...k_m(N)...))$ y enviándola al mix $Mix_1$. Cada mix $Mix_i$ para $(i = 1, ..., n-1)$ decodifica los mensajes recibidos continuamente utilizando $k_i$ y transmitiendo el resultado de la decodificación al mix $Mix_{i+1}$. El mix $Mix_m$ crea el mensaje en texto plano en el fin de la cadena. Esto le permite al emisor enviar anónimamente los mensajes, pero en este caso el receptor no será anónimo. Un canal de recepción es en realidad un canal de envío el cual se utiliza en dirección opuesta, es decir, el receptor es el que establece el canal. El emisor le envía al mix $Mix_m$ la cadena $N$ de información que no está especialmente codificada por el mix $Mix_m$, luego lo codifica utilizando la clave $k_m$ y conduce $k_m(N)$ un paso atrás, hacia el mix $Mix_{m-1}$. Los otros mixes hacen lo mismo, por ejemplo, el mix $Mix_1$ envía la cadena $k1(...km (N )...)$ codificada. Dado que el receptor conoce todas la claves públicas $k_i$, tiene la disponibilidad de descifrar $N$. Esto le permite al receptor recibir los mensajes anónimamente mientras que el emisor no es anónimo.
     206Se podría asumir que existe un sólo canal para la señalización, y varios canales para la transmisión de datos. Con el fin de establecer el canal, se envía un mensaje sobre el canal de señalización, el cual contiene la clave $k_i$ que deberá ser utilizada entre el emisor y el $Mix_i$, la cual se cifra de forma asimétrica con la clave pública de dicho mix. Con esto, se define un canal de igual forma para todos los mixes, sobre el cual será transmitido el mensaje.
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     208Se podría utilizar un canal para el envío y otro canal para la recepción. Un canal de envío es análogo a un cifrado híbrido: el emisor establece un canal, y codifica continuamente su información $N$, transformándola en $k_1(k_2(...k_m(N)...))$ y enviándola al mix $Mix_1$. Cada mix $Mix_i$ para $(i = 1, ..., n-1)$ decodifica los mensajes recibidos continuamente utilizando $k_i$ y transmitiendo el resultado de la decodificación al mix $Mix_{i+1}$. El mix $Mix_m$ crea el mensaje en texto plano en el final de la cadena. Esto le permite al emisor enviar anónimamente los mensajes, pero en este caso el receptor no será anónimo. Un canal de recepción es en realidad un canal de envío el cual se utiliza en dirección opuesta, es decir, el receptor es el que establece el canal. El emisor le envía al mix $Mix_m$ la cadena $N$ de información que no está especialmente codificada por el mix $Mix_m$, luego lo codifica utilizando la clave $k_m$ y conduce $k_m(N)$ un paso atrás, hacia el mix $Mix_{m-1}$. Los otros mixes hacen lo mismo, por ejemplo, el mix $Mix_1$ envía la cadena $k1(...km (N )...)$ codificada. Dado que el receptor conoce todas la claves públicas $k_i$, tiene la disponibilidad de descifrar $N$. Esto le permite al receptor recibir los mensajes anónimamente mientras que el emisor no es anónimo.
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    210210Para alcanzar ambos niveles de anonimato, en \cite{ISDN-mixes} sugieren la creación de canales Mix como enlaces de los canales de envío y recepción. El emisor establece un canal de envío que finaliza en el mix $Mix_m$ y el receptor establece un canal de recepción que inicia en el $Mix_m$. El mix $Mix_m$ traspasa las cadenas de información que llegan por el canal de envío hacia el canal de recepción. Los canales que están supuestamente enlazados, se etiquetan con una marca común que se recibe consistentemente en ambos canales que establecen los mensajes asociados al mix $Mix_m$. Los datos transferidos están coordinados con un mensaje de entrada al mix cifrado asimétricamente, el cual contiene la información del mix que conecta a los dos canales, y el usuario emisor del mensaje de entrada al mix actúa como un emisor o un receptor. Cada mix en la cadena puede descifrar este mensaje de entrada al mix y en el último paso, el texto plano se difunde a todos los suscriptores. Ahora, los canales pueden ser establecidos utilizando los mensajes de establecimiento de ambos participantes. Estos escogen los mixes por el canal de transferencias de datos del mix $Mix_m$ y los mantienen en secreto. Así todos conocen sólo la mitad del camino y el mix $Mix_m$ reenvía los mensajes entrantes del canal de envío del mix al canal de recepción del mix. Cada emisor/receptor debe tener el mismo número de canales de envío/recepción, porque de lo contrario serían observables, por tal razón convendrá utilizar canales “dummy”.
    … …  
    234234El primer mensaje tiene el material que debe ser compartido entre el emisor y los enrutadores, también las etiquetas y la información de direccionamiento del próximo nodo. Tal como sucede en los mixes de Chaum \cite{rlsm:chaum-mix}, se provee la no relacionabilidad a nivel de bits, de esta forma el camino que toma el primer mensaje no es trivial de seguir con sólo observar el patrón de bits de los mensajes.
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    236 También se propuso un tipo de enrutamiento dinámico donde los enrutadores que reenvían el flujo a través del camino establecido no se especifican únicamente en el mensaje inicial, esto con el fin de incrementar el anonimato. Los datos que circulan por la red en un circuito establecido están cifrados con claves las simétricas de los enrutadores. Las etiquetes se utilizan para indicar a cuál circuito pertenece cada paquete. Se utilizan etiquetas diferentes para los distintos enlaces, asegurando así la no relacionabilidad, y además las etiquetas de los enlaces también se cifran utilizando una clave que se comparte entre los pares de enrutadores OR. Lo anterior previene los ataques de observadores pasivos que puedan determinar cuáles paquetes pertenecen al mismo flujo anónimo, pero no le oculta la información a un enrutador que pueda ser subversivo.
     236También se propuso un tipo de enrutamiento dinámico donde los enrutadores que reenvían el flujo a través del camino establecido no se especifican únicamente en el mensaje inicial, esto con el fin de incrementar el anonimato. Los datos que circulan por la red en un circuito establecido están cifrados con las claves simétricas de los enrutadores. Las etiquetes se utilizan para indicar a cuál circuito pertenece cada paquete. Se utilizan etiquetas diferentes para los distintos enlaces, asegurando así la no relacionabilidad, y además las etiquetas de los enlaces también se cifran utilizando una clave que se comparte entre los pares de enrutadores OR. Lo anterior previene los ataques de observadores pasivos que puedan determinar cuáles paquetes pertenecen al mismo flujo anónimo, pero no le oculta la información a un enrutador que pueda ser subversivo.
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    238238OR es susceptible a un conjunto de ataques, tal como el ataque de tiempo. Esto se debe a que los patrones pudiesen ser analizados por un atacante en ausencia de un gran volumen de tráfico pesado. Para este sistema se afirma proveer anonimato en la navegación web la cual requiere comunicaciones con baja latencia, por tal razón se ha excluido toda la dinámica de los mezcladores o mixes, dado que pudiese incrementar demasiado los tiempos de respuesta. En ausencia de este tipo de características, lo hace vulnerable a distintos tipos de ataques superados por los mixes, por ejemplo el ataque de correlación del tráfico de mensajes, donde se pudiese determinar cuáles mensajes entrantes corresponden con los salientes, con respecto a un enrutador.
    … …  
    246246El proyecto OR fue retomado en el año 2004, con el diseño e implementación de lo que se denominó la “segunda generación del onion router” o TOR, por sus siglas en inglés, la propuesta se muestra en \cite{rlsm:tor-design}. Su política es la del reenvío de flujo TCP sobre una red de reenvíos, y junto con la ayuda de otra herramienta, el Privoxy\footnote{http://www.privoxy.org}, está especialmente diseñada para el tráfico web.
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    248 Este sistema utiliza una arquitectura de red tradicional: una lista de servidores voluntarios se obtiene desde un servicio de directorio ofrecido por otro(s) servidor(es). De esta forma, los clientes crean caminos utilizando al menos tres nodos intermedios escogidos de forma aleatoria dentro de la lista, y sobre los cuales se hace la comunicación de la información. A diferencia de la arquitectura anterior, donde se enviaba y distribuía el material criptográfico, TOR utiliza un mecanismo interactivo: el cliente se conecta con el primer nodo, y le solicita a éste que se conecte con el segundo nodo, de esta forma un canal bidireccional se utiliza en cada paso para desarrollar un intercambio de claves autenticado DF (Diffie-Hellman). Este garantiza el reenvío en forma secreta y la resistencia a la compulsión, debido principalmente a que solo son necesarias claves de corta duración. Este mecanismo fue inicialmente propuesto en Cebolla (ver \cite{cebolla}), y no está cubierto en la patente de OR (ver \cite{onion-discex00}).
    249 
    250 Otra notable diferencia entre TOR y los intentos anteriores por anonimizar el tráfico de flujo, es que TOR no ofrece seguridad contra los atacantes que pueden observar la red entera, es decir, contra atacantes pasivos globales. Un conjunto de técnicas de Análisis de Tráfico (ver \cite{danezispet2004,timing-fc2004,SS03,flow-correlation04,WangCJ05}) han sido desarrolladas a través de los años para trazar el flujo de tráfico continuo viajando por redes de baja latencia como TOR. En estos estudios se ha demostrado que este tipo de ataques son muy difíciles de contrarrestar, a menos que se utilicen técnicas que implicarían latencias elevadas, o que requieran la inyección de grandes cantidades de tráfico cubierto (tráfico inservible o “dummy”), los cuales representan soluciones muy costosas. Por esta razón en TOR se opta por obtener un nivel de seguridad que se pueda alcanzar en un sistema altamente utilizable y muy económico de utilizar (ver \cite{e2e-traffic,back01}). Como resultado si un adversario puede observar el flujo entre dos puntos de la red, pudiese de forma trivial generar el mismo tráfico, y lograr ataques del tipo “tagging”. Sin embargo, dada esta vulnerabilidad, aun se necesita estimar la probabilidad de que un adversario pueda estar monitoreando la red en múltiples puntos sobre un camino o ruta establecida.
     248Este sistema utiliza una arquitectura de red tradicional: una lista de servidores voluntarios se obtiene desde un servicio de directorio ofrecido por otro(s) servidor(es). De esta forma, los clientes crean caminos utilizando al menos tres nodos intermedios escogidos de forma aleatoria dentro de la lista, y sobre los cuales se hace la comunicación de la información. A diferencia de la arquitectura anterior, donde se enviaba y distribuía el material criptográfico, TOR utiliza un mecanismo interactivo: el cliente se conecta con el primer nodo, y le solicita a éste que se conecte con el segundo nodo, de esta forma un canal bidireccional se utiliza en cada paso para desarrollar un intercambio de claves autenticado mediante el algoritmo DF (Diffie-Hellman). Este garantiza el reenvío en forma secreta y la resistencia a la compulsión, debido principalmente a que solo son necesarias claves de corta duración. Este mecanismo fue inicialmente propuesto en Cebolla (ver \cite{cebolla}), y no está cubierto en la patente de OR (ver \cite{onion-discex00}).
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     250Otra notable diferencia entre TOR y los intentos anteriores por anonimizar el tráfico de flujo, es que TOR no ofrece seguridad contra los atacantes que pueden observar la red entera, es decir, contra atacantes pasivos globales. Un conjunto de técnicas de Análisis de Tráfico (ver \cite{danezispet2004,timing-fc2004,SS03,flow-correlation04,WangCJ05}) han sido desarrolladas a través de los años para trazar el flujo de tráfico continuo viajando por redes de baja latencia como TOR. En estos estudios se ha demostrado que este tipo de ataques son muy difíciles de contrarrestar, a menos que se utilicen técnicas que implicarían latencias elevadas, o que requieran la inyección de grandes cantidades de tráfico cubierto (tráfico inservible o “dummy”), los cuales representan soluciones muy costosas. Por esta razón en TOR se opta por obtener un nivel de seguridad que se pueda alcanzar en un sistema altamente utilizable y muy económico de utilizar (ver \cite{e2e-traffic,back01}). Como resultado si un adversario puede observar el flujo entre dos puntos de la red, puede de forma trivial generar el mismo tráfico, y lograr ataques del tipo etiquetado o “tagging”. Sin embargo, dada esta vulnerabilidad, aun se necesita estimar la probabilidad de que un adversario pueda estar monitoreando la red en múltiples puntos sobre un camino o ruta establecida.
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    252252TOR también ofrece mecanismos para ocultar los servidores. Un servidor oculto abre una conexión anónima y la utiliza para publicar un punto de contacto. Si un cliente quiere contactar a un servidor, debe conectarse con un punto de contacto y negociar un canal anónimo separado del que se utiliza para el reenvío de la comunicación actual. Un ataque propuesto en \cite{hs-attack06} demuestra la vulnerabilidad de esta idea. La intuición detrás de este ataque está en el hecho de que un adversario puede abrir múltiples conexiones hacia un mismo servidor oculto, y secuencialmente o en paralelo podría controlar el flujo hacia ese servidor. Para esto, el atacante necesitaría controlar al menos un enrutador, y debe esperar a que el servidor escoja una de las conexiones de su enrutador como un primer nodo de un camino anónimo cualquiera.

  • maquetacion/capitulo7/capitulo7.tex

    r65b942d r73377e4  
    1717%\subsection{Introducción}
    1818\section{Introducción}
    19 Para preservar la privacidad de los datos de cada una de las personas que participan en una red de interacción, tal como Internet, se deben utilizar herramientas que sean capaces de proveer protección contra al menos algunos de los ataques típicos. Los ataques en este casa de estudio en particular están orientados, sin autorización, a obtener información privada de los usuarios, incluyendo su propia identidad. Para contrarrestar este tipo de ataques se han propuesto varias ideas que apuntan a establecer cierto nivel de Anonimato, el cual en la mayoría de los casos tienden a socavar el rendimiento de las comunicaciones. Esto es aun un problema abierto: los sistemas anónimos aún necesitan asegurar el Anonimato a un bajo costo (bajos tiempos de respuesta, bajo consumo de recursos, mayor usabilidad, etc.), y a esto es lo que se le denomina \emph{Anonimato Eficiente}. Este trabajo presente un nuevo enfoque que aplica por primera vez la idea de utilizar la Inteligencia Artificial Distribuida en esta rama de la
    20 seguridad en las Tecnologías de Información y Comunicación (TIC), esto quiere decir que se le delega la responsabilidad de alcanzar niveles de Anonimato Eficiente a la Inteligencia Artificial Distribuida,  específicamente se propone utilizar las Colonias Artificiales de Hormigas.
     19Para preservar la privacidad de los datos de cada una de las personas que participan en una red de interacción, tal como Internet, se deben utilizar herramientas que sean capaces de proveer protección contra al menos algunos de los ataques típicos. Los ataques en este caso de estudio en particular están orientados, sin autorización, a obtener información privada de los usuarios, incluyendo su propia identidad. Para contrarrestar este tipo de ataques se han propuesto varias ideas que apuntan a establecer cierto nivel de Anonimato, el cual en la mayoría de los casos tienden a socavar el rendimiento de las comunicaciones. Esto es aun un problema abierto: los sistemas anónimos aún necesitan asegurar el Anonimato a un bajo costo (bajos tiempos de respuesta, bajo consumo de recursos, mayor usabilidad, etc.), y a esto es lo que se le denomina \emph{Anonimato Eficiente}. Este trabajo presente un nuevo enfoque que aplica por primera vez la idea de utilizar la Inteligencia Artificial Distribuida en esta rama de la seguridad en las Tecnologías de Información y Comunicación (TIC), esto quiere decir que se le delega la responsabilidad de alcanzar niveles de Anonimato Eficiente a la Inteligencia Artificial Distribuida,  específicamente se propone utilizar las Colonias Artificiales de Hormigas.
    2120
    2221%\subsection{Colonias Artificiales de Hormigas en Anonimato}
    … …  
    2423\label{rlsm:ia-anonimato}
    2524
    26 Considerando las ideas propuestas en los sistemas anónimos probabilísticos \cite{rlsm:chaum-mix,rlsm:mixminion,rlsm:diaz-mixes,rlsm:tor-design} y las características de los Colonias Artificiales de Hormigas utilizadas en las redes de telecomunicaciones \cite{rlsm:antnet,rlsm:ants-white,rlsm:ants-loadbalancing}, se propone seleccionar las rutas de los mensajes de forma pro\-ba\-bi\-lís\-ti\-ca, utilizando las probabilidades que configuran los agentes móviles adaptativos (las hormigas). Estas rutas, teniendo componentes probabilísticos pueden, dependiendo de los parámetros de configuración, proporcionar ciertos niveles de Anonimato, en este sentido, se podría tener un "control inteligente" sobre los tiempos de respuesta generados y se podría tener un "control inteligente" sobre otros índices que pudiesen ser incorporados, tal como el consumo de recursos (balanceo de cargas).
     25Considerando las ideas propuestas en los sistemas anónimos probabilísticos \cite{rlsm:chaum-mix,rlsm:mixminion,rlsm:diaz-mixes,rlsm:tor-design} y las características de los Colonias Artificiales de Hormigas utilizadas en las redes de telecomunicaciones \cite{rlsm:antnet,rlsm:ants-white,rlsm:ants-loadbalancing}, se propone seleccionar las rutas de los mensajes de forma pro\-ba\-bi\-lís\-ti\-ca, utilizando las probabilidades que configuran los agentes móviles adaptativos (las hormigas). Estas rutas, teniendo componentes probabilísticos pueden, dependiendo de los parámetros de configuración, proporcionar ciertos niveles de Anonimato. En este sentido, se podría tener un ``control inteligente'' sobre los tiempos de respuesta generados y se podría tener un ``control inteligente'' sobre otros índices que pudiesen ser incorporados, tal como el consumo de recursos (balanceo de cargas).
    2726
    28 Se propone mimetizar los mensaje reales con los agente, esto es, cada mensaje tiene la misma estructura que las hormigas, y la única diferencia entre ellos radica en el contenido del mensaje, estos mensajes mimetizados se encriptan con las claves públicas de los nodos destino. Para hacer similar sus tamaños, se propone utilizar un tamaño  único para el envío de mensajes y para cada agente, incluyendo la estructura de datos que almacena la información necesaria para actualizar las tablas de enrutamiento de cada nodo, más un relleno inválido y la clave pública del destino. Si un mensaje se fragmenta para cumplir con el requisito del tamaño único, el mismo es reensamblado en el nodo destino, utilizando un número de secuencia establecido por el nodo emisor. Los fragmentos de los mensajes también tienen la tarea de actualizar las tablas de enrutamiento de los nodos que visitan, de esta manera los atacantes no pueden ditinguir entre las hormigas y los mensajes reales. De este modo, se puede comparar los mensajes
     27Se propone mimetizar los mensaje reales con los agentes, esto es, cada mensaje tiene la misma estructura que las hormigas, y la única diferencia entre ellos radica en el contenido del mensaje, estos mensajes mimetizados se encriptan con las claves públicas de los nodos destino. Para hacer similar sus tamaños, se propone utilizar un tamaño  único para el envío de mensajes y para cada agente, incluyendo la estructura de datos que almacena la información necesaria para actualizar las tablas de enrutamiento de cada nodo, más un relleno inválido y la clave pública del destino. Si un mensaje se fragmenta para cumplir con el requisito del tamaño único, el mismo es reensamblado en el nodo destino, utilizando un número de secuencia establecido por el nodo emisor. Los fragmentos de los mensajes también tienen la tarea de actualizar las tablas de enrutamiento de los nodos que visitan, de esta manera los atacantes no pueden ditinguir entre las hormigas y los mensajes reales. De este modo, se puede comparar los mensajes
    2928enviados con hormigas de carga que llevan el alimento a los nidos, y es por esto que se identifican dos tipos de hormigas, las de carga y las exploradoras, sin tener diferencias aparentes.
    3029
    … …  
    4746    \item [3.] Se actualizan las tablas de rutas.
    4847  \end {description}
    49   \item [G.] Cuando un nodo envía un mensaje anónimamente, éste lo cifra con las clave pública del nodo receptor y utiliza una estructura de datos similar al de las hormigas exploradoras, es decir, se crea una hormiga de carga. Cada hormiga de carga traslada una parte del mensaje, el cual se fragmenta para que el tamaño de cada fragmento pueda cumplir con el requisito de igualar su tamaño con el de la hormiga exploradora. Cada fragmento del mensaje se le asigna un número de secuencia.
     48  \item [G.] Cuando un nodo envía un mensaje anónimamente, éste lo cifra con la clave pública del nodo receptor y utiliza una estructura de datos similar al de las hormigas exploradoras, es decir, se crea una hormiga de carga. Cada hormiga de carga traslada una parte del mensaje, el cual se fragmenta para que el tamaño de cada fragmento pueda cumplir con el requisito de igualar su tamaño con el de la hormiga exploradora. A cada fragmento del mensaje se le asigna un número de secuencia.
    5049  \item [H.] Por cada salto de la hormiga, el nodo intermedio cifra la identidad del nodo anterior con su clave privada.
    5150  \item [I.] Cuando una hormiga de carga alcanza el nodo final, y todas las otras hormigas de carga vinculadas a un mensajes también han llegado, es posible reensamblar el mensaje original descifrándolo con su clave privada, y utilizando los números de secuencia correspondientes.
    52   \item [J.] Para enviar un mensaje de respuesta, el nodo final utilza el camino de retorno cifrado en capas.
     51  \item [J.] Para enviar un mensaje de respuesta, el nodo final utiliza el camino de retorno cifrado en capas.
    5352\end {description}
    5453

  • maquetacion/capitulo8/capitulo8.tex

    r65b942d r73377e4  
    1616%\subsection{Introducción}
    1717\section{Introducción}
    18 Los sistemas de medición utilizados para cuantificar los niveles de Anonimato de los sistemas, mecanismos y herramientas aun se consideran un problema abierto. Se han propuesto algunas alternativas para este propósito, y la que más ampliamente se ha utilizado es la que se basa en una medida utilizada en la Teoría de la Información: la entropía. Sin embargo ésta no representa explícitamente las características fundamentales del Anonimato: el tamaño del conjunto anónimo y el índice de uniformidad de la distribución de probabilidad vinculada al conjunto anónimo. En este trabajo, se propone utilizar como alternativa dos índices para la medición del Anonimato, y que explícitamente representen sus principales características. Por un lado el tamaño del conjunto anónimo puede ser representado a través de una función de N (el número de entes que componen al conjunto) y el índice de uniformidad puede ser representado utilizando uno de los siguientes indicadores: el Error Cuadrático Medio (RMSE por sus siglas en inglés) o el criterio de divergencia de Jensen-Shannon (CDJs por sus siglas en inglés).
     18Los sistemas de medición utilizados para cuantificar los niveles de Anonimato de los sistemas, mecanismos y herramientas aun se consideran un problema abierto. Se han propuesto algunas alternativas para este propósito, y la que más ampliamente se ha utilizado es la que se basa en una medida utilizada en la Teoría de la Información: la entropía. Sin embargo ésta no representa explícitamente las características fundamentales del Anonimato: el tamaño del conjunto anónimo y el índice de uniformidad de la distribución de probabilidad vinculada al conjunto anónimo. En este trabajo, se propone utilizar como alternativa dos índices para la medición del Anonimato, que explícitamente representen sus principales características. Por un lado el tamaño del conjunto anónimo puede ser representado a través de una función de N (el número de entes que componen al conjunto) y el índice de uniformidad puede ser representado utilizando uno de los siguientes indicadores: el Error Cuadrático Medio (RMSE por sus siglas en inglés) o el criterio de divergencia de Jensen-Shannon (CDJs por sus siglas en inglés).
    1919
    2020
    2121En Pfiztmann et al. \cite{rlsm:terminology} establecieron una terminología ampliamente utilizada para estandarizar los términos utilizados en el contexto del Anonimato, en la cual ésta establece que un sujeto es anónimo cuando no puede ser diferenciado de los otros sujetos pertenecientes al mismo conjunto, denominado el conjunto anónimo. Describiendo el Anonimato en estos términos, se establece que sus niveles se incrementan si el tamaño del conjunto anónimo crece y cuando la distribución de probabilidad que establece un atacante sobre los miembros de ese conjunto anónimo tiende a ser uniforme. La proximidad de una distribución de probabilidad cualquiera a una distribución uniforme es a lo que se le denomina el índice de uniformidad de la distribución de probabilidad.
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    23 En la mayoría de la documentación hasta ahora difundida se utiliza como medida de referencia una obtenida de la Teoría de la Información: la entropía, y puede verse su representación tal como la definió Shannon en \cite{rlsm:shannon}. Esta propuesta fue discutida en los trabajos de Díaz et al. \cite{rlsm:diaz01} y Serjantov et al. \cite{rlsm:serj01}, y desde entonces ha sido utilizada como base de medición en varios otros trabajos como el de Deng et al. \cite{rlsm:yuxin}, Edman et al. \cite{rlsm:combinatorial} y Gierlichs et al. \cite{rlsm:revisiting}. Sin embargo, esta medida no representa explícitamente las caracaterísitcas que describen al Anonimato y que fueron explicadas previamente, particularmente el índice de uniformidad.
     23En la mayoría de la documentación hasta ahora difundida se utiliza como medida de referencia una obtenida de la Teoría de la Información: la entropía, y puede verse su representación tal como la definió Shannon en \cite{rlsm:shannon}. Esta propuesta fue discutida en los trabajos de Díaz et al. \cite{rlsm:diaz01} y Serjantov et al. \cite{rlsm:serj01}, y desde entonces ha sido utilizada como base de medición en varios otros trabajos como el de Deng et al. \cite{rlsm:yuxin}, Edman et al. \cite{rlsm:combinatorial} y Gierlichs et al. \cite{rlsm:revisiting}. Sin embargo, esta medida no representa explícitamente las caracterísitcas que describen al Anonimato y que fueron explicadas previamente, particularmente el índice de uniformidad.
    2424
    2525%\subsection{Trabajos Relacionados}
    … …  
    3636\subsection{Raíz del Error Cuadrático Medio - RSME}
    3737
    38 Este término se utiliza para estimar el error de la varianza, este es el error residual de la suma de los cuadrados divididos por el grado de libertad. En análisis de regresión, es una cantidad observada dada un muestra en particular, y depende de dicha muestra. Además, este término es referido al error fuera de la muestra: el valor medio de las desviaciones cuadráticas de las predicciones de los valores de verdad, sobre un espacio fuera de la muestra, generado por un modelo estimado sobre un espacio muestral particular. Esta también es una cantidad observada, y varía según la muestra y según el espacio fuera de la muestra probado.
     38Este término se utiliza para estimar el error de la varianza, este es el error residual de la suma de los cuadrados divididos por el grado de libertad. En análisis de regresión, es una cantidad observada dada un muestra en particular, y depende de dicha muestra. Además, este término es referido al error fuera de la muestra: el valor medio de las desviaciones cuadráticas de las predicciones de los valores de verdad, sobre un espacio fuera de la muestra, generado por un modelo estimado sobre un espacio muestral particular. Ésta también es una cantidad observada, y varía según la muestra y según el espacio fuera de la muestra probado.
    3939
    4040\begin{equation}
    … …  
    5454\subsection{Divergencia de Jennesen-Shannon}
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    56 La divergencia de Jensen-Shannon es un método popular para medir la similitud entre dos o más distribuciones de probabilidad. Se basa el la divergencia de Kullback-Leibler, con la notable y útil diferencia que siempre da como resultado un valor finito. La raíz cuadrada de la divergencia de Jensen-Shannon es el índice que se propone para representar el índice de uniformidad en Anonimato.
     56La divergencia de Jensen-Shannon es un método popular para medir la similitud entre dos o más distribuciones de probabilidad. Se basa en la divergencia de Kullback-Leibler, con la notable y útil diferencia que siempre da como resultado un valor finito. La raíz cuadrada de la divergencia de Jensen-Shannon es el índice que se propone para representar el índice de uniformidad en Anonimato.
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    5858\begin{equation}
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