Istniejące komunikatory oraz protokoły borykają się ze wszystkimi lub kilkoma podanymi problemami:
Brak zachowania prywatności profilu i kontaktów użytkownika (zachowanie poufności metadanych).
Brak ochrony (lub jedynie opcjonalna ochrona) przed atakami MITM przez dostawcę usług przy użyciu szyfrowania end to end
Niechciane wiadomości (spam i nadużycia).
Brak własności danych i ich ochrony.
Dla nietechnicznych użytkowników używanie niescentralizowanych protokołów jest skomplikowane.
Koncentracja komunikacji na niewielkiej liczbie scentralizowanych platform sprawia, że rozwiązanie tych problemów jest dość trudne.
Proponowane rozwiązanie
Proponowany zestaw protokołów pozwala rozwiązać te problemy poprzez przechowywanie zarówno wiadomości, jak i kontaktów wyłącznie na urządzeniach klienckich, redukując rolę serwerów do zwykłych przekaźników wiadomości. Wymagają one jedynie autoryzacji wiadomości wysyłanych do kolejek, ale NIE wymagają uwierzytelniania użytkowników - dzięki temu chronione są nie tylko wiadomości, ale także metadane, ponieważ użytkownicy nie mają przypisanych do siebie żadnych identyfikatorów - w przeciwieństwie do innych platform.
Zobacz whitepaper po więcej informacji o zadaniach platformy oraz by dowiedzieć się jak wygląda koncepcja techniczna modelu.
Dlaczego SimpleX
SimpleX podchodzi do problemu prywatności i bezpieczeństwa w unikalny sposób
Każdy powinien zwracać uwagę na prywatność i bezpieczeństwo swojej komunikacji - nawet zwykłe rozmowy mogą narazić Cię na niebezpieczeństwo.
Pełna prywatność Twojej tożsamości, profilu, kontaktu i metadanych
W przeciwieństwie do innych komunikatorów, SimpleX nie posiada żadnych identyfikatorów przypisanych do użytkowników - nie wymaga użycia numeru telefonu (jak Signal czy Whatsapp), adresu opartego o domenę (jak email, XMPP czy Matrix), nazw użytkownika (jak Telegram), kluczy publicznych czy nawet losowych numerów (jak pozostałe komunikatory) do identyfikowania użytkowników - nie wiemy nawet ile osób używa SimpleX.
Do dostarczania wiadomości zamiast identyfikatorów użytkowników, których używają wszystkie inne platformy, SimpleX wykorzystuje adresy jednokierunkowych (simpleksowych) kolejek wiadomości. Korzystanie z SimpleX jest jak posiadanie innego adresu e-mail lub numeru telefonu dla każdego kontaktu, ale bez kłopotów z zarządzaniem tymi wszystkimi adresami. W niedalekiej przyszłości aplikacje SimpleX będą również automatycznie zmieniać kolejki wiadomości, przenosząc konwersacje z jednego serwera na drugi, aby zapewnić użytkownikom jeszcze lepszą prywatność.
Takie podejście chroni prywatność tego, z kim się komunikujesz, ukrywając jego tożsamość oraz fakt komunikacji przed serwerami platformy SimpleX i wszelkimi obserwatorami. Prywatność komunikacji można dodatkowo zwiększyć, konfigurując dostęp do sieci w taki sposób, by łączyć się z serwerami SimpleX za pośrednictwem sieci transportowej typu overlay, np. sieci Tor.
Najlepsza ochrona przed spamem i nadużyciami
Ponieważ nie masz żadnego identyfikatora na platformie SimpleX, nie można się z Tobą skontaktować, chyba że udostępnisz jednorazowy link z zaproszeniem lub opcjonalny tymczasowy adres użytkownika. Nawet przy użyciu opcjonalnych adresów użytkownika, które mogą być wykorzystywane do wysyłania spamu z prośbami o kontakt, można je zmienić lub całkowicie usunąć bez utraty jakichkolwiek połączeń (kontaktów).
Pełna kontrola i bezpieczeństwo Twoich danych
SimpleX przechowuje wszystkie dane użytkownika na urządzeniach klienckich, wiadomości są przetrzymywane tylko tymczasowo na serwerach przekaźnikowych SimpleX do momentu ich odebrania, po czym są trwale usuwane.
Używamy przenośnego formatu bazy danych, który może być używany na wszystkich obsługiwanych urządzeniach - wkrótce dodamy możliwość eksportu bazy danych czatu z aplikacji mobilnej, aby można było jej używać na innym urządzeniu.
W przeciwieństwie do serwerów sieci federowanych (e-mail, XMPP lub Matrix), serwery SimpleX nie przechowują kont użytkowników, a jedynie przekazują wiadomości do odbiorców, chroniąc prywatność obu stron. Nie ma żadnych identyfikatorów ani zaszyfrowanych wiadomości występujących wspólnie z wysłanym i odbieranym ruchem serwera, dzięki dodatkowej warstwie szyfrowania dostarczanych wiadomości. Jeśli więc ktoś obserwuje ruch na serwerze, nie może łatwo określić, kto komunikuje się z kim (sprawdź SimpleX whitepaper by dowiedzieć się o znanych atakach korelacji ruchu).
Użytkownicy są właścicielami sieci SimpleX
Możesz używać SimpleX na własnych serwerach i nadal komunikować się z ludźmi za pomocą serwerów, które są wstępnie skonfigurowane w aplikacjach lub z dowolnymi innymi serwerami SimpleX.
Platforma SimpleX korzysta z otwartego protokołu i zapewnia zestaw SDK do tworzenia czatbotów, umożliwiając implementację usług, z którymi użytkownicy mogą wchodzić w interakcje za pośrednictwem aplikacji SimpleX Chat - naprawdę nie możemy się doczekać, aby zobaczyć, jakie usługi oparte o SimpleX można stworzyć.
Jeśli rozważasz stworzenie czegoś w oparciu o platformę SimpleX, niezależnie od tego, czy chodzi o usługi czatbotów dla użytkowników aplikacji SimpleX, czy też integrację biblioteki SimpleX Chat z aplikacjami mobilnymi, skontaktuj się z nami, aby uzyskać porady i wsparcie.
Porównanie z innymi protokołami
SimpleX Chat
Signal, duże platformy
XMPP, Matrix
Protokoły P2P
Wymaga identyfikatorów użytkownika
Nie = prywatny
Tak1
Tak2
Tak3
Możliwość ataku MITM
Nie = bezpieczny
Tak4
Tak
Tak
Polega na DNS
Nie = odporny na cenzurę
Tak
Tak
Nie
Pojedynczy operator lub sieć
Nie = zdecentralizowany
Tak
Nie
Tak5
Scentralizowanie lub możliwość ataku obejmującego całą sieć
Nie = odporny na cenzurę
Tak
Tak2
Tak6
Zwykle opiera się na numerze telefonu, w niektórych przypadkach na nazwie użytkownika.
Bazuje na DNS.
Klucz publiczny lub inny globalnie unikalny identyfikator.
Jeśli serwery operatora zostaną przejęte.
Mimo że sieci P2P i sieci oparte na kryptowalutach są rozproszone, nie są w pełni zdecentralizowane - działają jako pojedyncza sieć, z pojedynczą przestrzenią nazw adresów użytkowników.
Sieci P2P albo mają jakiś centralny serwer, albo cała sieć może zostać przejęta - patrz następna sekcja.
Istnieje kilka protokołów czatu/wiadomości P2P i implementacji, które mają na celu rozwiązanie problemu prywatności i centralizacji, ale mają one swój własny szereg problemów, które sprawiają, że są mniej niezawodne niż proponowany projekt, są bardziej skomplikowane w implementacji i analizie oraz są bardziej podatne na ataki.
Sieci P2P korzystają z jakiegoś rodzaju DHT do routowania wiadomości/zapytań po sieci. Implementacje DHT mają złożone konstrukcje, muszą równoważyć niezawodność, gwarancję dostawy i czas oczekiwania. Proponowany model zapewnia zarówno większą gwarancję dostarczalności, jak i mniejsze opóźnienia (wiadomość jest przekazywana wiele razy równolegle, za każdym razem przez jeden węzeł, przy użyciu serwerów wybranych przez odbiorcę, podczas gdy w sieciach P2P wiadomość jest przekazywana przez O(log N) węzłów sekwencyjnie, przy użyciu węzłów wybranych przez algorytm).
Proponowany model, w przeciwieństwie do większości sieci P2P, nie posiada żadnych globalnych identyfikatorów użytkowników, nawet tymczasowych.
P2P samo w sobie nie rozwiązuje problemu ataku MITM, a większość istniejących rozwiązań nie wykorzystuje komunikacji out-of-band do początkowej wymiany kluczy. Proponowany projekt wykorzystuje wiadomości out-of-band lub (w niektórych przypadkach) istniejące wcześniej bezpieczne i zaufane połączenia do początkowej wymiany kluczy.
Implementacje P2P mogą być blokowane przez niektórych dostawców Internetu (tak jak BitTorrent). Proponowany model jest niezależny od rodzaju transmisji - może działać na standardowych protokołach sieciowych, a serwery mogą działać na tych samych domenach, co strony internetowe.
Wszystkie znane sieci P2P mogą być podatne na atak typu Sybil, ponieważ każdy węzeł jest wykrywalny, a sieć działa jako całość. Znane środki mające na celu zmniejszenie prawdopodobieństwa ataku typu Sybil wymagają zastosowania scentralizowanego komponentu lub kosztownego proof of work. Proponowany model, przeciwnie, nie ma możliwości wykrycia serwera - serwery nie są połączone, nie są znane sobie nawzajem i wszystkim klientom. Sieć SimpleX jest pofragmentowana i działa jako wiele odizolowanych połączeń. Uniemożliwia to ataki na całą sieć SimpleX - nawet jeśli niektóre serwery są zagrożone, inne części sieci mogą działać normalnie, a dotknięci atakiem użytkownicy mogą przełączyć się na inne serwery bez utraty kontaktów lub wiadomości.
Sieci P2P są prawdopodobnie podatne na atak DRDoS. W proponowanym modelu klienci przekazują tylko ruch ze znanych zaufanych połączeń i nie mogą być wykorzystywani do odbijania i wzmacniania ruchu w całej sieci.
Address portability
Similarly to phone number portability (the ability of the customer to transfer the service to another provider without changing the number), the address portability means the ability of a communication service customer to change the service provider without changing the service address. Many federated networks support SRV records to provide address portability, but allowing service users to set up their own domains for the addresses is not as commonly supported by the available server and client software as for email.
Federated network
Federated network is provided by several entities that agree upon the standards and operate the network collectively. This allows the users to choose their provider, that will hold their account, their messaging history and contacts, and communicate with other providers' servers on behalf of the user. The examples are email, XMPP, Matrix and Mastodon.
The advantage of that design is that there is no single organization that all users depend on, and the standards are more difficult to change, unless it benefits all users. There are several disadvantages: 1) the innovation is slower, 2) each user account still depends on a single organization, and in most cases can't move to another provider without changing their network address – there is no address portability, 3) the security and privacy are inevitably worse than with the centralized networks.
The credential that allows proving something, e.g. the right to access some resource, without identifying the user. This credential can either be generated by a trusted party or by the user themselves and provided together with the request to create the resource. The first approach creates some centralized dependency in most cases. The second approach does not require any trust - this is used in SimpleX network to authorize access to the messaging queues.
In a wide sense, blockchain means a sequence of blocks of data, where each block contains a cryptographic hash of the previous block, thus providing integrity to the whole chain. Blockchains are used in many communication and information storage systems to provide integrity and immutability of the data. For example, BluRay disks use blockchain. SimpleX messaging queues also use blockchain - each message includes the hash of the previous message, to ensure the integrity – if any message is modified it will be detected by the recipient when the next message is received. Blockchains are a subset of Merkle directed acyclic graphs.
In a more narrow sense, particularly in media, blockchain is used to refer specifically to distributed ledger, where each record also includes the hash of the previous record, but the blocks have to be agreed by the participating peers using some consensus protocol.
Also known as Merkle DAG, a data structure based on a general graph structure where node contains the cryptographic hashes of the previous nodes that point to it. Merkle trees are a subset of Merkle DAGs - in this case each leaf contains a cryptographic hash of the parent.
This structure by design allows to verify the integrity of the whole structure by computing its hashes and comparing with the hashes included in the nodes, in the same way as with blockchain.
The motivation to use DAG in distributed environments instead of a simpler linear blockchain is to allow concurrent additions, when there is no requirement for a single order of added items. Merkle DAG is used, for example, in IPFS and will be used in decentralized SimpleX groups.
Also known as break-in recovery, it is the quality of the end-to-end encryption scheme allowing to recover security against a passive attacker who observes encrypted messages after compromising one (or both) of the parties. Also known as recovery from compromise or break-in recovery. Double-ratchet algorithm has this quality.
Double Ratchet algorithm provides perfect forward secrecy and post-compromise security. It is designed by Signal, and used in SimpleX Chat and many other secure messengers. Most experts consider it the state-of-the-art encryption protocol in message encryption.
Centralized network
Centralized networks are provided or controlled by a single entity. The examples are Threema, Signal, WhatsApp and Telegram. The advantage of that design is that the provider can innovate faster, and has a centralized approach to security. But the disadvantage is that the provider can change or discontinue the service, and leak, sell or disclose in some other way all users' data, including who they are connected with.
Content padding
Also known as content padding, it is the process of adding data to the beginning or the end of a message prior to encryption. Padding conceals the actual message size from any eavesdroppers. SimpleX has several encryption layers, and prior to each encryption the content is padded to a fixed size.
Decentralized network is often used to mean "the network based on decentralized blockchain". In its original meaning, decentralized network means that there is no central authority or any other point of centralization in the network, other than network protocols specification. The advantage of decentralized networks is that they are resilient to censorship and to the provider going out of business. The disadvantage is that they are often slower to innovate, and the security may be worse than with the centralized network.
The examples of decentralized networks are email, web, DNS, XMPP, Matrix, BitTorrent, etc. All these examples have a shared global application-level address space. Cryptocurrency blockchains not only have a shared address space, but also a shared state, so they are more centralized than email. Tor network also has a shared global address space, but also a central authority. SimpleX network does not have a shared application-level address space (it relies on the shared transport-level addresses - SMP relay hostnames or IP addresses), and it does not have any central authority or any shared state.
Defense in depth
Originally, it is a military strategy that seeks to delay rather than prevent the advance of an attacker, buying time and causing additional casualties by yielding space.
In information security, defense in depth represents the use of multiple computer security techniques to help mitigate the risk of one component of the defense being compromised or circumvented. An example could be anti-virus software installed on individual workstations when there is already virus protection on the firewalls and servers within the same environment.
SimpleX network applies defense in depth approach to security by having multiple layers for the communication security and privacy:
additional layer of end-to-end encryption for each messaging queue and another encryption layer of encryption from the server to the recipient inside TLS to prevent correlation by ciphertext,
TLS with only strong ciphers allowed,
mitigation of man-in-the-middle attack on client-server connection via server offline certificate verification,
mitigation of replay attacks via signing over transport channel binding,
multiple layers of message padding to reduce efficiency of traffic analysis,
mitigation of man-in-the-middle attack on client-client out-of-band channel when sending the invitation,
rotation of delivery queues to reduce efficiency of traffic analysis,
A communication system where only the communicating parties can read the messages. It is designed to protect message content from any potential eavesdroppers – telecom and Internet providers, malicious actors, and also the provider of the communication service.
End-to-end encryption requires agreeing cryptographic keys between the sender and the recipient in a way that no eavesdroppers can access the agreed keys. See key agreement protocol. This key exchange can be compromised via man-in-the-middle attack, particularly if key exchange happens via the same communication provider and no out-of-band channel is used to verify key exchange.
Also known as perfect forward secrecy, it is a feature of a key agreement protocol that ensures that session keys will not be compromised even if long-term secrets used in the session key exchange are compromised. Forward secrecy protects past sessions against future compromises of session or long-term keys.
Also known as break-in recovery, it is the quality of the end-to-end encryption scheme allowing to recover security against a passive attacker who observes encrypted messages after compromising one (or both) of the parties. Also known as recovery from compromise or break-in recovery. Double-ratchet algorithm has this quality.
Man-in-the-middle attack
The attack when the attacker secretly relays and possibly alters the communications between two parties who believe that they are directly communicating with each other.
This attack can be used to compromise end-to-end encryption by intercepting public keys during key exchange, substituting them with the attacker's keys, and then intercepting and re-encrypting all messages, without altering their content. With this attack, while the attacker does not change message content, but she can read the messages, while the communicating parties believe the messages are end-to-end encrypted.
Such attack is possible with any system that uses the same channel for key exchange as used to send messages - it includes almost all communication systems except SimpleX, where the initial public key is always passed out-of-band. Even with SimpleX, the attacker may intercept and substitute the key sent via another channel, gaining access to communication. This risk is substantially lower, as attacker does not know in advance which channel will be used to pass the key.
To mitigate such attack the communicating parties must verify the integrity of key exchange - SimpleX and many other messaging apps, e.g. Signal and WhatsApp, have the feature that allows it.
Also known as content padding, it is the process of adding data to the beginning or the end of a message prior to encryption. Padding conceals the actual message size from any eavesdroppers. SimpleX has several encryption layers, and prior to each encryption the content is padded to a fixed size.
Also known as key exchange, it is a process of agreeing cryptographic keys between the sender and the recipient(s) of the message. It is required for end-to-end encryption to work.
Also known as key exchange, it is a process of agreeing cryptographic keys between the sender and the recipient(s) of the message. It is required for end-to-end encryption to work.
The attack when the attacker secretly relays and possibly alters the communications between two parties who believe that they are directly communicating with each other.
This attack can be used to compromise end-to-end encryption by intercepting public keys during key exchange, substituting them with the attacker's keys, and then intercepting and re-encrypting all messages, without altering their content. With this attack, while the attacker does not change message content, but she can read the messages, while the communicating parties believe the messages are end-to-end encrypted.
Such attack is possible with any system that uses the same channel for key exchange as used to send messages - it includes almost all communication systems except SimpleX, where the initial public key is always passed out-of-band. Even with SimpleX, the attacker may intercept and substitute the key sent via another channel, gaining access to communication. This risk is substantially lower, as attacker does not know in advance which channel will be used to pass the key.
To mitigate such attack the communicating parties must verify the integrity of key exchange - SimpleX and many other messaging apps, e.g. Signal and WhatsApp, have the feature that allows it.
A technique for anonymous communication over a computer network that uses multiple layers of message encryption, analogous to the layers of an onion. The encrypted data is transmitted through a series of network nodes called "onion routers," each of which "peels" away a single layer, revealing the data's next destination. The sender remains anonymous because each intermediary knows only the location of the immediately preceding and following nodes.
Some elements of SimpleX network use similar ideas in their design - different addresses for the same resource used by different parties, and additional encryption layers. Currently though, SimpleX messaging protocol does not protect sender network address, as the relay server is chosen by the recipient. The delivery relays chosen by sender that are planned for the future would make SimpleX design closer to onion routing.
Nodes in the overlay network can be thought of as being connected by virtual or logical links, each of which corresponds to a path, perhaps through many physical links, in the underlying network. Tor, for example, is an overlay network on top of IP network, which in its turn is also an overlay network over some underlying physical network.
SimpleX Clients also form a network using SMP relays and IP or some other overlay network (e.g., Tor), to communicate with each other. SMP relays, on another hand, do not form a network.
The property of the cryptographic or communication system that allows the recipient of the message to prove to any third party that the sender identified by some cryptographic key sent the message. It is the opposite to repudiation. While in some context non-repudiation may be desirable (e.g., for contractually binding messages), in the context of private communications it may be undesirable.
The property of the cryptographic or communication system that allows the sender of the message to plausibly deny having sent the message, because while the recipient can verify that the message was sent by the sender, they cannot prove it to any third party - the recipient has a technical ability to forge the same encrypted message. This is an important quality of private communications, as it allows to have the conversation that can later be denied, similarly to having a private face-to-face conversation.
Generalizing the definition from NIST Digital Identity Guidelines, it is an opaque unguessable identifier generated by a service used to access a resource by only one party.
In the context of SimpleX network, these are the identifiers generated by SMP relays to access anonymous messaging queues, with a separate identifier (and access credential) for each accessing party: recipient, sender and and optional notifications subscriber. The same approach is used by XFTP relays to access file chunks, with separate identifiers (and access credentials) for sender and each recipient.
Peer-to-peer
Peer-to-peer (P2P) is the network architecture when participants have equal rights and communicate directly via a general purpose transport or overlay network. Unlike client-server architecture, all peers in a P2P network both provide and consume the resources. In the context of messaging, P2P architecture usually means that the messages are sent between peers, without user accounts or messages being stored on any servers. Examples are Tox, Briar, Cwtch and many others.
The advantage is that the participants do not depend on any servers. There are multiple downsides to that architecture, such as no asynchronous message delivery, the need for network-wide peer addresses, possibility of network-wide attacks, that are usually mitigated only by using a centralized authority. These disadvantages are avoided with proxied P2P architecture.
Network topology of the communication system when peers communicate via proxies that do not form the network themselves. Such design is used in Pond, that has a fixed home server for each user, and in SimpleX, that uses multiple relays providing temporary connections.
Perfect forward secrecy
Also known as perfect forward secrecy, it is a feature of a key agreement protocol that ensures that session keys will not be compromised even if long-term secrets used in the session key exchange are compromised. Forward secrecy protects past sessions against future compromises of session or long-term keys.
Any of the proposed cryptographic systems or algorithms that are thought to be secure against an attack by a quantum computer. It appears that as of 2023 there is no system or algorithm that is proven to be secure against such attacks, or even to be secure against attacks by massively parallel conventional computers, so a general recommendation is to use post-quantum cryptographic systems in combination with the traditional cryptographic systems.
Also known as break-in recovery, it is the quality of the end-to-end encryption scheme allowing to recover security against a passive attacker who observes encrypted messages after compromising one (or both) of the parties. Also known as recovery from compromise or break-in recovery. Double-ratchet algorithm has this quality.
User identity
In a communication system it refers to anything that uniquely identifies the users to the network. Depending on the communication network, it can be a phone number, email address, username, public key or a random opaque identifier. Most messaging networks rely on some form of user identity. SimpleX appears to be the only messaging network that does not rely on any kind of user identity - see this comparison.
