Expertos del MIT y Bitcoin crean "Enigma", sistema encriptado de minería de datos

La criptografía detrás de bitcoin resolvió un problema paradójico: una moneda sin regulador, que sin embargo no pueda ser falsificada. Ahora una mezcla similar de matemáticas y código promete sacar otra hazaña aparentemente mágica, permitiendo que cualquiera pueda compartir sus datos con la nube y, sin embargo, mantenerlo totalmente privados: se trata de Enigma.

Enigma es un prototipo de sistema que fue presentado por un par de empresarios Bitcoin y el MIT Media Lab, el cual fue diseñado para lograr un objetivo de décadas de antigüedad en la seguridad de datos conocido como cifrado “homomórfico”: Una manera de cifrar los datos de tal manera que puedan ser compartidos con un tercero y se utiliza en los cálculos sin que se descifra nunca.

Ese truco matemático permite a los ordenadores que no son de confianza ejecutar con precisión cálculos sobre datos sensibles sin poner en riesgo los datos de violaciones de hackers o de vigilancia que se han vuelto más urgentes en una época en que millones de usuarios comparten de forma constante sus secretos con los servicios en la nube que van desde Amazon y Dropbox hasta Google y Facebook. Ahora, con los trucos de Bitcoin en su arsenal, los creadores de Enigma dicen que ahora pueden sacar cálculos en los datos cifrados con más eficiencia que nunca.

La técnica de la criptografía de Enigma es llamada “cómputo seguro multipartidista” e imita algunas de las características de la arquitectura de la red descentralizada de bitcoin: Cifra datos mediante su división en pedazos y aleatoriamente distribuye trozos indescifrables a cientos de equipos de la red Enigma conocido como “nodos”.

Se puede ver como un cuadro negro. Usted envía todos los datos que usted quiere y se ejecuta en el cuadro negro y sólo devuelve el resultado. Los datos reales nunca se revelan, ni en el exterior ni a los equipos que ejecutan los cálculos en el interior.

Guy Zyskind
investigador graduado del MIT Media Lab y uno de los creadores del Enigma

Cada nodo realiza cálculos sobre su trozo de información discreta antes de que recombinen los resultados para obtener una respuesta sin cifrar. Gracias a algunos trucos matemáticos implementados por los creadores de Enigma, los nodos son capaces de realizar colectivamente toda clase de cómputos que las computadoras hacen normalmente, pero sin acceder a ninguna otra parte de los datos, excepto el pequeño trozo que se les asignó.

Para realizar un seguimiento de quién posee ciertos almacenes de datos y dónde están los pedazos de cualquiera de los datos dados, Enigma lo hace similar a los metadatos en el blockchain bitcoin, el registro infalsificable de mensajes copiados a miles de ordenadores para evitar la falsificación y el fraude en la economía bitcoin. Al igual que los esquemas de cifrado descentralizados de. estilo bitcoin, la arquitectura de Enigma puede parecer casi como una máquina de Rube Goldberg en su complejidad. Para una explicación técnica completa, leer documento técnico del proyecto aquí. Además de ese documento, Zyskind y Nathan dicen que planean publicar el código de fuente abierta del proyecto a finales del verano.

Cualquier esquema de cifrado nuevo y no probado debe abordarse con precaución, pero si Enigma funciona como los creadores prometen, tendrán enormes impactos. Las bases de datos privadas podrían ser alojadas y consultadas en la nube sin ningún riesgo de revelar el contenido. También podría permitir a un motor de búsqueda devolver resultados sin haber visto nunca la solicitud del usuario sin cifrar.

Puedo tener mi edad, este dato, y dividirlo en pedazos y darlos a diez personas. Si le preguntas a cada una de esas personas, que tienen sólo un trozo aleatorio, sólo mediante la combinación suficiente de esas piezas pueden descifrar los datos originales.

Guy Zyskind
investigador graduado del MIT Media Lab y uno de los creadores del Enigma

Los creadores de Enigma sugieren que el proyecto también podría permitir a los usuarios de Internet compartir de forma segura todo tipo de datos con las compañías farmacéuticas y los anunciantes. Las empresas privadas podrían ejecutar cálculos sobre los datos cifrados y obtener resultados útiles sin el acceso a los datos de cualquier usuario específico.

Enigma posee un proceso de cifrado descentralizado y sólo multiplica los requisitos de computación para un cálculo por menos de 100 veces. Los creadores esperan reducirlo en un futuro próximo a unas diez veces. También señalan que los requisitos informáticos para cualquier cálculo de Enigma dependen del número de nodos, cuantos más equipos implicados, más seguros estarán los datos del usuario, pero es más lento el proceso.

Nadie quiere dar sus datos a alguna empresa cuando no sabe lo que van a hacer con ellos. Pero si usted tiene garantizada la privacidad, el análisis de datos puede ser mucho más potente. La gente va a estar realmente dispuesta a compartir más.

Guy Zyskind
investigador graduado del MIT Media Lab y uno de los creadores del Enigma

Enigma también enfrenta desafíos

Un obstáculo considerable para Enigma,  es que requiere cientos o incluso miles de usuarios que adopten el sistema y así ejecutar su código antes de que puedan empezar a trabajar de forma segura. Para conseguir la entrada inicial, Nathan y Zyskind han creado un plan de incentivos: Cada vez que alguien solicita un cálculo de la red de Enigma, la persona paga una cuota bitcoin. Una pequeña parte de ese dinero se paga a un ordenador en la red Bitcoin para grabar los metadatos de Enigma en el blockchain. Pero una porción más grande de la tasa va a los nodos de la red Enigma como una recompensa para almacenar y procesar los datos cifrados del usuario. El software Enigma también se puede configurar para recompensar al titular de los datos, de manera que un cliente Enigma, al igual que un anunciante, puede pagar a los usuarios por el privilegio de la minería de sus datos, pero sin verlos en una forma descifrada.

Ese intento de reclutar tantos nodos como sea posible está diseñado para combatir una vulnerabilidad fundamental en el esquema de Enigma: Si suficientes nodos Enigma trabajan juntos, pueden formar un equipo para descifrar y robar datos del usuario. Pero ese tipo de colisión no es probable, dice Zyskind. Él compara el problema a un llamado “ataque del 51 por ciento” en bitcoin, en la que la mayoría de los nodos Bitcoin acuerdan colectivamente hacerse cargo de la blockchain y estafar a los usuarios. Ese tipo de ataque bitcoin nunca ha ocurrido, Zyskind señala y dice que el mismo problema de colaboración malicioso en Enigma es aún menos probable.

Para mantener nodos Enigma sean honestos y asegurar que los cálculos de los nodos son exactos, el sistema también incluye un “depósito de seguridad” que cada uno debe pagar en bitcoin al unirse a la red. Si un nodo es encontrado por otros nodos en la red por ser deshonesto, su depósito se toma y se distribuye a los otros nodos. “Balancea a todos y mata el incentivo para que las personas hacen trampa”, dice Zyskind.

Enigma puede ser capaz de hacer que sea más segura la minería de datos muy personales desde la perspectiva de la vida privada. “Mi trabajo … siempre ha explorado un futuro en el que los sensores y los equipos son mucho más omnipresentes de lo que son hoy en día”, Escribió el asesor de los creadores de Enigma Sandy Pentland un correo electrónico al portal WIRED. “La llegada de bitcoin cambió estas discusiones profundamente añadiendo herramientas para proteger la privacidad de una manera completamente nueva. Enigma es el resultado de ese choque entre bitcoin, la privacidad y la investigación de seguridad “.

Si Enigma puede permitir el cálculo en los datos cifrados, dice Zyskind, tal vez con el tiempo pueda atraer a los usuarios a hacer incluso más datos disponibles para la minería, sin los temores estilo Gran Hermano que la minería de datos por lo general trae consigo. “¿Cómo podemos hacer más con los datos y desde una perspectiva de la vida privada, ¿cómo podemos protegerla? Esta es una manera de conseguir la privacidad de datos ahora.”

Artículo fuente: WIRED