home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Group 42-Sells Out! - The Information Archive / Group 42 Sells Out (Group 42) (1996).iso / crypto / wiretap.txt < prev    next >
Text File  |  1995-11-30  |  23KB  |  406 lines

  1.  
  2.  
  3.                  CAN WIRETAPS REMAIN COST-EFFECTIVE?
  4.  
  5.                           by Robin Hanson
  6.               hanson@ptolemy.arc.nasa.gov 510-651-7483  
  7.                47164 Male Terrace, Fremont, CA 94539
  8.                     
  9.                             May 21, 1993
  10.                          Distribute Freely
  11.  
  12.   SUMMARY: Compared to an average monthly phone bill of eighty dollars,
  13.   the option to wiretap the average phone line is probably worth less than
  14.   twelve cents a month to police and spy agencies.  Claims that this 
  15.   option is worth over a dollar a month ignore the basic economics of 
  16.   law enforcement.  Thus recently proposed government policies to preserve
  17.   wiretap abilities in the face of technological change must raise phone 
  18.   costs by less than one part in seven hundred to be cost-effective.  
  19.   Why not let a market decide if wiretaps make sense?  
  20.  
  21. BACKGROUND
  22.  
  23. Until now, telephones have happened to allow the existence of "wiretaps",
  24. cheap detectors which can pick up conversations on a phone line without the
  25. consent of either party to the conversation.  And since 1968, U.S. police
  26. have been allowed to request such wiretaps from judges, and must compensate
  27. phone companies for expenses to assist a tap.  Since then, law enforcement
  28. agencies have come to rely on this capability to aid in criminal
  29. investigations.
  30.  
  31. However, wiretaps have become more difficult as phone companies have
  32. switched to digital technologies.  And powerful new encryption technologies
  33. threaten to make truly private communication possible; a small chip in each
  34. phone could soon make it virtually impossible to overhear a conversation
  35. without a physical microphone at either end.  So the U.S. government has
  36. begun to actively respond to these threats to police wiretap abilities.
  37.  
  38. Regarding digital phone issues, a "FBI Digital Telephone Bill" was
  39. circulated early in 1992 [1], proposing to require all communication
  40. services to support easy wiretaps, now without compensation from the
  41. police.  Each tapped conversation would have to be followed smoothly as the
  42. parties used call-forwarding or moved around with cellular phones.  The
  43. data for that conversation would have to be separated out from other
  44. conversations, translated to a "form representing the content of the
  45. communication", and sent without detection or degradation to a remote
  46. government monitoring facility, to be received as quickly as the parties to
  47. the conversation hear themselves talk.  Congress has yet to pass this bill.
  48.  
  49. Regarding encryption issues, the White House announced on April 16, 1993 
  50. that 1) they had developed and begun manufacturing a special "wiretap" (or
  51. "Clipper") chip to be placed in future phones, instead of the total privacy
  52. chips which have been under private development, 2) they plan to require
  53. this chip in most phones the government buys, and 3) they will request all
  54. manufacturers of encrypted communications hardware to use this wiretap
  55. chip.  The same day, AT&T announced it would use these chips "in all its
  56. secure telephone products".  
  57.  
  58. The plan seems to be to, at the very least, create a defacto standard for
  59. encryption chips, so that alternatives become prohibitively expensive for
  60. ordinary phone users, and to intimidate through the threat of further
  61. legislation.  Such legislation would be required to stop privacy fans and
  62. dedicated criminals, who might be willing to pay much more to use an
  63. alternative total privacy standard.
  64.  
  65. Both the specific wiretap chip design and the general algorithm are secret.
  66. Each chip would be created under strict government supervision, where it
  67. would be given a fixed indentifier and encryption key [2].  At some
  68. unspecified frequency during each conversation, the chip would broadcast
  69. its identifier and other info in a special "law enforcement field".  Law
  70. enforcement officers with a court order could then obtain the key
  71. corresponding to this indentifier from certain unspecified agencies, and
  72. could thereby listen in on any future or previously recorded conversations
  73. on that phone.
  74.  
  75. To date, most concerns voiced about the wiretap chip have been about its
  76. security.  Encryption algorithms are usually published, to allow the
  77. absence of public demonstrations of how to break the code to testify to the
  78. strength of that code.  And it is not clear what government agency could be
  79. trusted with the keys.  Many suspect the government will not limit its
  80. access in the way it has claimed; the track records of previous
  81. administrations [3], and of foreign governments [4], do not inspire
  82. confidence on this point.
  83.  
  84. This paper, however, will neglect these concerns, and ask instead whether
  85. this new wiretap chip, and other policies to preserve phone wiretaps, are
  86. cost-effective tools for police investigation.  That is, which is a cheaper
  87. way for society to investigate crime: force phone communications to support
  88. wiretaps, or give police agencies more money to investigate crimes as they
  89. see fit?  Or to put it another way, would police agencies still be willing
  90. to pay for each wiretap, if each wiretapping agency were charged its share
  91. of the full cost, to phone users, of forcing phones to support wiretaps?
  92.  
  93. A recent U.S. General Accounting Office report on the FBI bill stated [1]:
  94.  
  95.  "[N]either the FBI nor the telecommunications industry has 
  96.   systematically identified the alternatives, or evaluated their costs, 
  97.   benefits, or feasibility."
  98.  
  99. While this paper will not change this sad fact, it does aspire to improve
  100. on the current confusion.  To begin to answer the above questions, we might
  101. compare the current benefits wiretaps provide to law enforcement agencies
  102. with projected costs of implementing the new wiretap chip and other wiretap
  103. policies. 
  104.  
  105. WIRETAP BENEFITS
  106.  
  107. 1992 is the latest year for which wiretap statistics are available [5].
  108. According to the Office of U.S. Courts, 919 wiretap installations were
  109. requested by local, state, and federal police in 1990, no requests were
  110. denied, and 846 taps were installed.  2685 arrests resulted from wiretaps
  111. started the same year, 1211 arrests came from wiretaps in previous years,
  112. and about 60% of arrests eventually lead to convictions.  About 37% of
  113. wiretaps were requested by federal authorities, and 67% of state wiretaps
  114. were in New York, New Jersey, and Florida.  28 states had no wiretaps, and
  115. 10 states do not allow wiretaps.
  116.  
  117. About 69% of taps were regarding drug offenses, and 10% for racketeering,
  118. and 7% for gambling offenses.  Wiretaps are most useful for investigating
  119. "victimless" crimes, since victims will often give police permission to
  120. record their calls.
  121.  
  122. Each wiretap installation heard an average of 1861 calls, 19% of them
  123. incriminating, among 117 people.  Of 829 installations reporting costs, the
  124. average cost was $46,492.  Federal taps cost about twice as much as state
  125. taps, so federal agencies paid 53% of total wiretap costs.  $1.1 million
  126. was also spent following up on wiretaps from previous years.  Thus a total
  127. of $40.4 million was spent on wiretaps, to obtain about 4000 arrests, at
  128. about $10,000 per arrest, or four times as much as the $2500 per arrest
  129. figure one gets by dividing the $28 billion spent by all police nationally
  130. by the total 11 million non-traffic arrests in 1987 [6].  Thus wiretaps are
  131. a relatively expensive form of investigations.
  132.  
  133. 75% of the wiretaps were for phone lines (vs pagers, email, etc.), and are
  134. the focus of this paper.  The $30 million per year spent on phone taps
  135. represents only one thousandth of the total police expenditures.
  136. Projecting from the 138 million phone "access" lines in the country in 1990
  137. [6] suggests 147 million access lines in 1992.  Thus about 20 cents spent
  138. per year per phone line, or about two cents a month, is spend on phone
  139. wiretaps.  Since 1978, our foreign intelligence agencies have also been
  140. authorized to tap international phone calls.  No statistics are published
  141. on these taps, so let us assume a similar number of "spy" wiretaps are
  142. done, giving a total of ~$60 million annually, or four cents per month
  143. spent on wiretaps per phone line.
  144.  
  145. Of course the amount police spend on wiretaps is not the same as the
  146. benefits of wiretaps.  How can we estimate benefits?  Dorothy Denning, an
  147. advocate of both the FBI bill and the wiretap chip, claims that "the
  148. economic benefits [of wiretaps] alone are estimated to be billions of
  149. dollars per year" [7], and then refers to amounts fined, recovered, and "$2
  150. billion in prevented potential economic loss" by the FBI from 1985 to 1991.
  151. Denning further relays fascinating FBI claims that through wiretaps "the
  152. hierarchy of organized crime has been neutralized or destabilized", and
  153. that "the war on drugs ... would be substantially ... lost" without them.
  154.  
  155. Two billion dollars per year of wiretap benefit would translate to a little
  156. over a dollar a month per phone line.  Denning, however, offers no support
  157. for her claims, and appears to be relaying internal FBI figures, which the
  158. FBI itself has neither revealed nor explained to the public.  And the FBI
  159. is hardly a neutral party on this subject.
  160.  
  161. Estimating the benefits of police investigations is not as simple as it
  162. might seem, however, and certainly requires more than adding up amounts
  163. fined or recovered.  Long and well-established results in the economics of
  164. law enforcement [8] tell us to reject the notion that we should be willing
  165. to spend up to one dollar on police, in order to collect another dollar in
  166. fines or to prevent another dollar of theft.  So, for example, we rightly
  167. reject IRS pleas for increased budget based solely on estimates of how many
  168. more dollars can be collected in taxes for each dollar spent by the IRS.
  169. In fact, a main reason given for using public police to investigate crime,
  170. instead of private bounty hunters, is to avoid such police overspending.
  171.  
  172. In general, we deter a given class of criminals through a combination of
  173. some perceived probability of being caught and convicted, and some expected
  174. punishment level if convicted.  And some crime is directly prevented, rather
  175. than deterred, through some level of police monitoring.  The optimum police
  176. budget is a complex tradeoff between social costs due to the crimes
  177. themselves, the punishment exacted, and police expenses.
  178.  
  179. How then can we estimate wiretap benefits?  Let us assume that about the
  180. right total amount is being spent on police, and that police have about the
  181. right incentives, to spend their budget to monitor where it would help the
  182. most, and to get as many as possible of the right kinds of convictions.
  183. (If police budgets are too low, then the answer is to increase them, rather
  184. than trying to crudely subsidize any one of their expenses.)
  185.  
  186. In this case the social benefit of being able to wiretap is no more than
  187. about the additional amount police would be willing to pay, beyond what
  188. they now pay, to undertake the same wiretaps (assuming this remains a small
  189. fraction of total police budgets).  The benefit of wiretaps is actually
  190. less than this value, because were wiretaps to become more expensive, we
  191. might prefer to get the same criminal deterrence by instead raising
  192. punishment and lowering the probability of conviction, or perhaps we might
  193. accept a lower deterrence level, or even decriminalize certain activities.
  194. Police monitoring might be similarly adjusted.
  195.  
  196. How much police would be willing to pay for each wiretap would depend of
  197. course on how what alternatives are available.  If unable to wiretap a
  198. particular suspect's phone line, police might instead use hidden
  199. microphones, informants, grant immunity to related suspects, or investigate
  200. a suspect in other ways.
  201.  
  202. The law requires that police requesting a wiretap must convince a judge
  203. that other approaches "reasonably appear to be unlikely to succeed if tried
  204. or to be too dangerous".  But in practice judges don't often question
  205. boilerplate claims to this effect in police requests [9], and
  206. investigations often continue even after a wiretap has failed to aid an
  207. investigation.  Experienced investigators advise wiretaps as a last resort,
  208. but mainly because wiretaps are so expensive.
  209.  
  210. More importantly, police can also choose to focus on similar suspects who
  211. are more easily investigated without wiretaps.  Most police cases are near
  212. the borderline where it is not clear that they are worth pursuing, and will
  213. be simply dropped should a more pressing case suddenly arise.  Many cases
  214. reach the point where a wiretap might help, but are dropped because a
  215. wiretap seems too costly.  And most cases now using wiretaps would probably
  216. be abandoned if wiretaps became dramatically more expensive.
  217.  
  218. No doubt a few wiretaps are so valuable that it would have cost ten times
  219. as much to obtain similar results through other means.  But on average, it
  220. is hard to imagine that police would be willing to pay more than a few
  221. times what they now pay for each wiretap.  If we assume that police would
  222. on average be willing to pay twice as much for each tap, then the social
  223. benefit of phone wiretaps is about equal to the current spending level of
  224. four cents a month per phone line.  If we assume that police would on
  225. average be willing to pay four times as much per wiretap, the option to
  226. wiretap the average phone would be worth twelve cents a month.
  227.  
  228. A better estimate of wiretap values might come from randomly asking recent
  229. wiretap requestors whether they would have still requested that wiretap had
  230. they expected it to take twice as much labor to get the results they had
  231. expected, or three times as much, etc.  The FBI will not allow such a
  232. survey by ordinary citizens, but perhaps some state police would.  But
  233. until such research is done, the twelve cent figure seems a reasonably
  234. generous estimate, and the four cent figure may be closer to reality,
  235.  
  236. Of course the value of the option to tap any particular phone line
  237. presumably varies a great deal from the average value.  But unless the
  238. police can somehow pay only for the option to wiretap particular phone
  239. lines of its choosing, it is the average value that matters for a
  240. cost/benefit analysis.
  241.  
  242. WIRETAP COSTS
  243.  
  244. Let us for the moment optimistically assume that the U.S. government
  245. encryption scheme used in the wiretap chip is as secure as whatever private
  246. enterprise would have offered instead, protecting our conversations from
  247. the spying ears of neighbors, corporations, and governments, both foreign
  248. and domestic.  Even so, the use of this chip, and of other policies to
  249. support wiretaps, would create many additional costs to build and maintain
  250. our communication system.
  251.  
  252. Some phone companies must have perceived a non-trivial cost in continuing
  253. to support wiretaps while moving to digital phone transmissions, even when
  254. compared to the widely recognized value of staying on the good side of the
  255. police.  Otherwise the police would not have complained of "instances in
  256. which court orders authorizing the interception of communications have not
  257. been fulfilled because of technical limitations within particular
  258. telecommunications networks" [1].  
  259.  
  260. The wiretap chip requires extra law enforcement fields to be added to phone
  261. transmissions, increasing traffic by some unknown percentage.  A special
  262. secure process must be used to add encryption keys to chips, while securely
  263. distributing these keys to special agencies, which must be funded and
  264. monitored.  The chips themselves are manufactured through a special process
  265. so that the chip becomes nearly impossible to take apart, and the pool of
  266. those who can compete to design better implementations is severely limited.
  267. Private encryption systems not supporting wiretaps would require none of
  268. these extra costs.
  269.  
  270. Perhaps most important, government decree would at least partially replace
  271. private marketplace evolution of standards for how voice is to be
  272. represented, encrypted, and exchanged in our future phones.  It is widely
  273. believed that governments are less efficient than private enterprise in
  274. procuring products and standards, though they may perhaps perform a useful
  275. brokering role when we choose between competing private standards.  How
  276. much less efficient is a matter of debate, some say they pay twice as much,
  277. while others might say they pay only 10% more.
  278.  
  279. This type of wiretap support also raises costs by preventing full use of a
  280. global market for telephone systems.  It pushes certain domestic phone
  281. standards, which foreign countries may not adopt, and requires the use of
  282. encryption methods known only to our government, which foreign countries
  283. are quite unlikely to adopt.
  284.  
  285. In 1990, 53 U.S. phone companies had total revenues of $117.7 billion for
  286. domestic calls, $4.4 billion for overseas calls, and $4.5 billion for
  287. cellular calls [6], for a total cost of $126.6 billion dollars to run the
  288. phone system.  Extrapolating recent trends suggests $138 billion for 1992,
  289. and an average monthly phone bill of $78 per line.  If we generously assume
  290. that police and spies would on average be willing to pay four times as much
  291. as the ~$60 million they now spent on wiretaps annually, we find that
  292. wiretaps are not cost effective if we must raise phone costs by as much as
  293. one part in 700 to preserve wiretap abilities in the face of technological
  294. change.  The twelve cents per line wiretap option value must be compared
  295. with an average seventy dollar monthly phone bill.  (If we assume that
  296. police would only pay twice as much on average, then this limit falls to
  297. one part in 2300!)
  298.  
  299. Dorothy Denning relays FBI claims that $300 million is the maximum
  300. cumulative development cost "for a switch-based software solution" so that
  301. phone companies can continue to support wiretaps [7].  Denning does not,
  302. however, say how long this solution would be good for, nor what the
  303. software maintenance and extra operating costs would be.  And again this is
  304. a figure which the FBI itself has neither revealed nor explained to the
  305. public.  If we use a standard estimate that software maintenance typically
  306. costs twice as much as development [10], and accept this FBI estimate, then
  307. this extra software cost would be by itself five times the above generous
  308. estimate of annual wiretap benefits.
  309.  
  310. The current government contractor claims it will offer the wiretap chips
  311. for about $26 each in lots of 10,000 [2], over twice the $10 each a
  312. competing private developer claims it would charge [11] for a chip with
  313. comparable functionality, minus wiretap support.  And the wiretap chip
  314. price probably doesn't reflect the full cost of government funded NSA
  315. research to develop it.  If only one phone (or answering machine) is
  316. replaced per phone line every five years, the extra cost for these chips
  317. alone comes out to over 27 cents extra a month per line, or by itself more
  318. than two times a twelve cent estimated wiretap option value.  Of course
  319. most phones wouldn't have encryption chips for a while, but the wiretap
  320. benefit is per phone, so this argument still applies.
  321.  
  322. COMPARING BENEFITS AND COSTS
  323.  
  324. Given the dramatic difference between the total cost of running the phone
  325. system and an estimated social value of wiretaps, we can justify only the
  326. slightest modification of the phone system to accommodate wiretaps.  When
  327. the only modification required was to allow investigators in to attach
  328. clips to phone wires, wiretap support may have been reasonable.  But when
  329. considering more substantial modification, the burden of proof is clearly
  330. on those proposing such modification to show how the costs would really be
  331. less than the benefits.  This is especially true if we consider the costs
  332. neglected above, of invasions of the privacy of innocents, and the risk
  333. that future administrations will not act in good faith [3].
  334.  
  335. If consensus cannot be obtained on the relative costs and benefits of
  336. wiretaps, we might do better to focus on structuring incentives so that
  337. people will want to make the right choices, whatever those might be.
  338. Regarding phone company support for wiretaps, it seems clear that if
  339. wiretaps are in fact cost-effective, there must be some price per wiretap
  340. so that police would be willing to pay for wiretaps, and phone companies
  341. would be willing to support them.  As long as the current law requiring
  342. police to pay phone company "expenses" is interpreted liberally enough, the
  343. market should provide wiretaps, if they are valuable.
  344.  
  345. Monopoly market power of phone companies, or of police, might be an issue,
  346. but if we must legislate to deal with monopoly here, why not do so the same
  347. way we deal with monopoly elsewhere, such as through price regulation?
  348. Legislating the price to be zero, however, as the FBI bill seems to
  349. propose, seems hard to justify.  And having each police agency pay for
  350. wiretaps, rather than all phone companies, seems fairer to states which
  351. forbid or greatly restrict the use of wiretaps.
  352.  
  353. Regarding encryption chips, recall that without legislation outlawing
  354. private encryption, serious criminals would not be affected.  In this case,
  355. it does not seem unreasonable to allow phone companies to offer discounts
  356. to their customers who buy phones supporting wiretaps, and thereby help
  357. that phone company sell wiretaps to police.  Each phone user could then
  358. decide if this discount was worth buying a more expensive phone chip, and
  359. risking possible unlawful invasions of their privacy.  Adverse selection,
  360. however, might make privacy lovers pay more than they would in an ideal
  361. world.
  362.  
  363. If outlawing private encryption is seriously considered, then we might do
  364. better to instead just declare an extra punishment for crimes committed
  365. with the aid of strong encryption, similar to current extra punishments for
  366. using a gun, crossing state lines, or conspiring with several other people.
  367. As in these other situations, a higher punishment compensates for lower
  368. probabilities of convicting such crimes, and for higher enforcement costs,
  369. while still allowing individual tradeoffs regarding wiretap support.
  370.  
  371. If, as seems quite possible, the stringent cost requirements described here
  372. for preserving wiretap abilities cannot be met, then we should accept that
  373. history has passed the economical wiretap by.  Police functioned before
  374. 1968, and would function again after wiretaps.
  375.  
  376. [1] ftp: ftp.eff.org /pub/EFF/legislation/new-fbi-wiretap-bill
  377.                      /pub/EFF/legal-issues/eff-fbi-analysis
  378.  
  379. [2] Clipper Chip Technology, ftp: csrc.ncsl.nist.gov /pub/nistnews/clip.txt
  380.  
  381. [3] Alexander Charns, Cloak and Gavel, FBI Wiretaps, Bugs, Informers, and
  382.     the Supreme Court, Univ. Ill. Press, Chicago, 1992.
  383.  
  384. [4] Headrick, The Invisible Weapon, Oxford Univ. Press, 1991.
  385.  
  386. [5] Report on Applications for Orders Authorizing or Approving the
  387.     Interception of Wire, Oral, or Electronic Communications, 1992,
  388.     Administrative Office of U.S. Courts, Washington, DC 20544.
  389.  
  390. [6] Statistical Abstract of the United States, 1992.
  391.  
  392. [7] Dorothy Denning, "To Tap Or Not To Tap", Comm. of the ACM, March 1993.
  393.  
  394. [8] Richard Posner, Economic Analysis of Law, 4th Ed., 1992, Chapter 22.
  395.  
  396. [9] Report of the National Commission for the Review of Federal and State
  397.     Laws Relating to Wiretapping and Electronic Surveillance, Washington,
  398.     1976.
  399.  
  400. [10] Barry Boehm, Software Engineering Economics, Prentice Hall, 1981.
  401.  
  402. [11] Conversation with Steven Bryen, representative of Secure 
  403.      Communications Technology, 301-588-2200, April 25, 1993.
  404.  
  405. No one paid Robin anything to write or research this (unfortunately :-)
  406.