Rastreo de proximidad descentralizado que preserva la privacidad

El rastreo de proximidad descentralizado que preserva la privacidad ( DP-3T , estilizado como dp ³ t ) es un protocolo abierto desarrollado en respuesta a la pandemia de COVID-19 para facilitar el rastreo digital de contactos de participantes infectados. ^{[ 4 ] [ 5 ]} El protocolo, al igual que el protocolo competidor Pan-European Privacy-Preserving Proximity Tracing (PEPP-PT), utiliza Bluetooth Low Energy para rastrear y registrar encuentros con otros usuarios. ^{[ 6 ] [ 7 ]} Los protocolos difieren en su mecanismo de informes: PEPP-PT requiere que los clientes carguen los registros de contacto a un servidor central de informes, mientras que con DP-3T, el servidor central de informes nunca tiene acceso a los registros de contacto ni es responsable de procesarlos e informar a los clientes sobre el contacto. ^{[ 1 ]} Debido a que los registros de contacto nunca se transmiten a terceros, tiene importantes ventajas de privacidad sobre el enfoque PEPP-PT; ^{[ 8 ] [ 9 ]} sin embargo, esto conlleva el costo de requerir más potencia de cálculo en el lado del cliente para procesar los informes de infección. ^{[ 10 ]}

El proyecto de notificación de exposición de Apple/Google se basa en principios similares al protocolo DP-3T y admite una variante del mismo desde mayo de 2020. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]} Huawei añadió una implementación similar de DP-3T a sus API de Huawei Mobile Services conocida como "Contact Shield" en junio de 2020. ^{[ 14 ]}

El SDK y las aplicaciones de calibración del DP-3T pretenden ser compatibles con la API de Apple/Google tan pronto como se lance para dispositivos iOS y Android. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

El 21 de abril de 2020, la Oficina Federal de Salud Pública de Suiza anunció que la aplicación nacional suiza de rastreo de contactos de coronavirus se basará en DP-3T. ^{[ 17 ]} El 22 de abril de 2020, la Cruz Roja Austriaca , líder en la aplicación nacional de rastreo de contactos digitales, anunció su migración al enfoque de DP-3T. ^{[ 18 ]} Estonia también confirmó que su aplicación se basaría en DP-3T. ^{[ 19 ]} El 28 de abril de 2020, se anunció que Finlandia estaba probando una versión de DP-3T llamada "Ketju". ^{[ 20 ]} En Alemania , SAP SE y Deutsche Telekom están desarrollando una aplicación nacional basada en DP-3T junto con CISPA , una de las organizaciones que redactaron el protocolo. ^{[ 21 ]} A partir del 30 de septiembre de 2020, las aplicaciones de rastreo de contactos que utilizan DP-3T están disponibles en Austria , Bélgica , Croacia , Alemania, Irlanda , Italia , Países Bajos , Portugal y Suiza . ^{[ 22 ]}

El protocolo DP-3T funciona mediante identificadores efímeros (EphID), cadenas rotatorias semi-aleatorias que identifican de forma única a los clientes. ^{[ 23 ]} Cuando dos clientes se encuentran, intercambian EphID y los almacenan localmente en un registro de contactos. ^{[ 24 ]} Luego, una vez que un usuario da positivo en la prueba de infección, se envía un informe a un servidor central. Cada cliente de la red recopila los informes del servidor y verifica de forma independiente sus registros de contactos locales en busca de un EphID contenido en el informe. Si se encuentra un EphID coincidente, el usuario ha estado en contacto cercano con un paciente infectado y el cliente le advierte. Dado que cada dispositivo verifica localmente los registros de contactos, y por lo tanto estos nunca se transmiten a terceros, el servidor central de informes no puede determinar por sí mismo la identidad ni el registro de contactos de ningún cliente en la red. Esto contrasta con protocolos de la competencia como PEPP-PT, donde el servidor central de informes recibe y procesa los registros de contactos de los clientes. ^{[ 25 ]}

De forma similar al protocolo TCN y sus números de contacto temporales, el protocolo DP-3T utiliza identificadores efímeros (EphID) de 16 bytes para identificar de forma única los dispositivos cercanos a un cliente. Estos EphID se registran localmente en el dispositivo del cliente receptor y nunca se transmiten a terceros. ^{[ 1 ]}

Para generar un EphID, primero un cliente genera una clave secreta que rota diariamente (${\displaystyle SK_{t}}$) mediante cálculo${\displaystyle SK_{t}=H(SK_{t-1})}$, dónde${\displaystyle H()}$es una función hash criptográfica como SHA-256 .${\displaystyle SK_{0}}$se calcula mediante un algoritmo de clave secreta estándar como Ed25519 . El cliente utilizará${\displaystyle SK_{t}}$durante el día${\displaystyle t}$para generar una lista de EphIDs. Al comienzo del día, un cliente genera una lista local de tamaño${\displaystyle n=(24*60)/l}$nuevos EphIDs para transmitir durante todo el día, donde${\displaystyle l}$es la vida útil de un EphID en minutos. Para evitar que terceros malintencionados establezcan patrones de movimiento rastreando identificadores estáticos en una amplia zona, los EphID se rotan con frecuencia. Dada la clave secreta del día${\displaystyle SK_{t}}$, cada dispositivo calcula${\displaystyle S\_EphID(BK)=PRG(PRF(SK_{t},BK))}$, dónde${\displaystyle BK}$es una cadena fija global,${\displaystyle PRF()}$es una función pseudoaleatoria como HMAC-SHA256 y${\displaystyle PRG()}$es un cifrado de flujo que produce${\displaystyle n*16}$bytes. Este flujo se divide luego en fragmentos de 16 bytes y se ordena aleatoriamente para obtener los EphID del día. ^{[ 1 ]}

El protocolo DP-3T consta de dos funciones distintas: el seguimiento y registro de encuentros cercanos con otros usuarios (intercambio de información entre dispositivos) y la notificación de dichos encuentros para que otros clientes puedan determinar si han estado en contacto con un paciente infectado (notificación de infección). Al igual que la mayoría de los protocolos de rastreo de contactos digitales, el intercambio de información entre dispositivos utiliza Bluetooth Low Energy para encontrar e intercambiar detalles con clientes locales, y la etapa de notificación de infección utiliza HTTPS para cargar un informe a un servidor central. Además, como otros protocolos de notificación descentralizados , el servidor central nunca tiene acceso a los registros de contacto de ningún cliente; el informe está estructurado de tal manera que los clientes pueden derivar individualmente el contacto a partir del mismo. ^{[ 1 ]}

Cuando un usuario instala una aplicación DP-3T, se le pregunta si desea autorizar el intercambio de datos con epidemiólogos . Si el usuario da su consentimiento, cuando se confirma que ha estado en contacto cercano con un paciente infectado, se programa el envío del registro de contactos correspondiente, que contiene la información del encuentro, a un servidor central de estadísticas. Para evitar que terceros malintencionados descubran posibles infecciones mediante la detección de estas cargas, se envían informes a intervalos regulares, y se envían informes ficticios indistinguibles cuando no hay datos que transmitir. ^{[ 1 ]}

Para facilitar la compatibilidad entre las aplicaciones DP-3T administradas por distintas autoridades sanitarias, las aplicaciones mantienen una lista local de las regiones que ha visitado el usuario. Las regiones son áreas extensas que corresponden directamente a la jurisdicción de la autoridad sanitaria; no se registra la ubicación exacta. Posteriormente, la aplicación conectará estas regiones con su respectivo servidor central de informes en el extranjero y obtendrá informes de estos servidores, además de los de su servidor de informes local habitual. Las aplicaciones también enviarán informes a estos servidores de informes extranjeros si el usuario da positivo en la prueba de infección. ^{[ 1 ]}

El experto en criptografía y seguridad Serge Vaudenay , al analizar la seguridad de DP-3T ^{[ 28 ],} argumentó que:

Algunas medidas de protección de la privacidad implementadas por DP3T podrían tener el efecto contrario al previsto . En concreto, las personas enfermas o denunciadas podrían ser desanonimizadas, sus encuentros privados podrían quedar al descubierto y las personas podrían ser coaccionadas para revelar los datos privados que recopilan.

El trabajo de Vaudenay presenta varios ataques contra DP-3T y sistemas similares. En respuesta, el grupo DP-3T afirma que de los doce riesgos que presenta Vaudenay, ocho también están presentes en sistemas centralizados, tres no funcionan y uno, que implica acceso físico al teléfono, funciona pero puede mitigarse. ^{[ 29 ]} En un trabajo posterior ^{[ 30 ]} Vaudenay revisa los ataques contra sistemas de rastreo tanto centralizados como descentralizados y, refiriéndose a los ataques de identificación de personas diagnosticadas, concluye que:

Al comparar las arquitecturas centralizadas y descentralizadas, observamos que los ataques contra los sistemas descentralizados son indetectables, pueden realizarse a gran escala y que las contramedidas propuestas, en el mejor de los casos, solo logran mitigar los ataques en un número limitado de escenarios. Por el contrario, los sistemas centralizados ofrecen numerosas contramedidas, como la contabilidad y la auditoría.

En el mismo trabajo ^{[ 30 ]} Vaudenay defiende que, dado que ni los enfoques centralizados ni los descentralizados ofrecen un nivel suficiente de protección de la privacidad, se deben explorar diferentes soluciones, sugiriendo en particular los sistemas ConTra Corona, ^{[ 31 ]} Epione ^{[ 32 ]} y Pronto-C2 ^{[ 33 ]} como una "tercera vía".

Tang ^{[ 34 ]} examina los principales sistemas de rastreo de contactos digitales y muestra que DP-3T es objeto de lo que él llama "ataques de identificación dirigidos".

Se han simulado ataques teóricos contra DP-3T ^{[ 35 ],} demostrando que el seguimiento persistente de los usuarios de la primera versión del sistema DP-3T que han cargado voluntariamente sus identificadores puede facilitarse a cualquier tercero que pueda instalar una gran cantidad de dispositivos Bluetooth Low Energy . Este ataque aprovecha la capacidad de vinculación de un usuario durante el día y, por lo tanto, es posible en un día para todos los usuarios de algunos sistemas centralizados, como el propuesto en el Reino Unido ^{[ 36 ]} , pero no funciona en versiones "no vinculables" de DP-3T, donde los identificadores de los usuarios infectados no se transmiten mediante una representación compacta como una clave o semilla ^{[ 37 ] .}

• BlueTrace
• Protocolo TCN
• Sistema paneuropeo de rastreo de proximidad que preserva la privacidad
• Proyecto de rastreo de contactos de Google/Apple

• Github de DP-3T