Πριν από λίγες ημέρες, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Waterloo και το Εργαστήριο Ναυτικών Ερευνών των ΗΠΑ παρουσίασαν τα αποτελέσματα της ανάπτυξης ενός προσομοιωτή δικτύου Tor που είναι συγκρίσιμος σε αριθμό κόμβων και χρηστών με το κύριο δίκτυο Tor και επιτρέπει πειράματα που προσεγγίζουν πραγματικές συνθήκες.
Η εργαλειοθήκη και η μεθοδολογία μοντελοποίησης δικτύου που αναπτύχθηκαν κατά τη διάρκεια του πειράματος κατέστησαν δυνατή την προσομοίωση της λειτουργίας ενός δικτύου 6489 κόμβων Tor σε έναν υπολογιστή με 4 TB μνήμης RAM, στον οποίο είναι ταυτόχρονα συνδεδεμένοι 792 εικονικοί χρήστες.
Πρέπει να σημειωθεί ότι αυτή είναι η πρώτη μεγάλης κλίμακας προσομοίωση του δικτύου Tor, του οποίου ο αριθμός κόμβων αντιστοιχεί στο πραγματικό δίκτυο (το λειτουργικό δίκτυο Tor έχει περίπου 6 κόμβους και 2 εκατομμύρια συνδεδεμένους χρήστες).
Μια πλήρης προσομοίωση του δικτύου Tor παρουσιάζει ενδιαφέρον όσον αφορά τον εντοπισμό σημείων συμφόρησης, τη μοντελοποίηση της συμπεριφοράς επίθεσης, τη δοκιμή νέων τεχνικών βελτιστοποίησης σε πραγματικές συνθήκες και την απόδειξη των εννοιών που σχετίζονται με την ασφάλεια.
Με έναν ολοκληρωμένο προσομοιωτή , οι προγραμματιστές Tor μπορούν να εγκαταλείψουν την πρακτική της διεξαγωγής πειραμάτων στο κύριο δίκτυο ή σε μεμονωμένους κόμβους εργασίας, κάτι που δημιουργεί πρόσθετους κινδύνους παραβίασης του απορρήτου των χρηστών και δεν εξαλείφει την πιθανότητα βλαβών. Για παράδειγμα, τους επόμενους μήνες, το Tor αναμένεται να εισαγάγει υποστήριξη για ένα νέο πρωτόκολλο ελέγχου συμφόρησης και η προσομοίωση θα τους επιτρέψει να μελετήσουν πλήρως τη λειτουργία του πριν το αναπτύξουν σε ένα πραγματικό δίκτυο.
Εκτός από την εξάλειψη του αντίκτυπου των πειραμάτων στην εμπιστευτικότητα και την αξιοπιστία του κύριου δικτύου Tor, η παρουσία ξεχωριστών δικτύων δοκιμών θα καταστήσει δυνατή την ταχεία δοκιμή και τον εντοπισμό σφαλμάτων σε νέο κώδικα κατά την ανάπτυξη, την άμεση εφαρμογή αλλαγών για όλους τους κόμβους και τους χρήστες χωρίς να περιμένει την ολοκλήρωση μακρών ενδιάμεσων υλοποιήσεων και τη δημιουργία και εκτέλεση πρωτοτύπων πιο γρήγορα με την εφαρμογή νέων ιδεών.
Γίνονται εργασίες για τη βελτίωση της εργαλειοθήκης η οποία, σύμφωνα με τους προγραμματιστές, θα μειώσει την κατανάλωση πόρων κατά 10 φορές και θα επιτρέψει την προσομοίωση της λειτουργίας δικτύων που υπερβαίνουν το πραγματικό δίκτυο στον ίδιο υπολογιστή, κάτι που μπορεί να είναι απαραίτητο για τον εντοπισμό πιθανών προβλημάτων . με κλιμάκωση Tor. Κατά τη διάρκεια της εργασίας, έχουν επίσης δημιουργηθεί πολλές νέες μέθοδοι μοντελοποίησης δικτύου που καθιστούν δυνατή την πρόβλεψη της αλλαγής στην κατάσταση του δικτύου με την πάροδο του χρόνου και τη χρήση γεννητριών κίνησης στο παρασκήνιο για την προσομοίωση της δραστηριότητας των χρηστών.
Οι ερευνητές μελέτησαν επίσης τη σχέση μεταξύ του μεγέθους του προσομοιωμένου δικτύου και της αξιοπιστίας της προβολής των πειραματικών αποτελεσμάτων στο πραγματικό δίκτυο. Κατά την ανάπτυξη του Tor, οι αλλαγές και οι βελτιστοποιήσεις δοκιμάζονται πρώτα σε μικρά δίκτυα δοκιμών, τα οποία περιέχουν σημαντικά λιγότερους κόμβους και χρήστες από ένα πραγματικό δίκτυο.
Βρέθηκε ότι τα στατιστικά σφάλματα των προβλέψεων που λαμβάνονται κατά τη διάρκεια μικρών προσομοιώσεων μπορούν να αντισταθμιστούν με επαναλαμβανόμενη επανάληψη ανεξάρτητων πειραμάτων με διαφορετικά αρχικά σύνολα δεδομένων, ενώ όσο μεγαλύτερο είναι το προσομοιωμένο δίκτυο, τόσο λιγότερες επαναληπτικές δοκιμές απαιτούνται για να ληφθούν στατιστικά σημαντικά συμπεράσματα.
Για να μοντελοποιήσουν και να προσομοιώσουν το δίκτυο Tor, οι ερευνητές αναπτύσσουν διάφορα έργα ανοιχτού κώδικα που διανέμονται υπό την άδεια BSD:
- Σκιά: ένας καθολικός προσομοιωτής δικτύου που σας επιτρέπει να εκτελέσετε πραγματικό κώδικα εφαρμογής δικτύου για να αναδημιουργήσετε τη λειτουργία κατανεμημένων συστημάτων με χιλιάδες διεργασίες δικτύου. Για προσομοίωση συστημάτων που βασίζονται σε πραγματικές μη τροποποιημένες εφαρμογές.
- Tornettools: ένα σύνολο εργαλείων για τη δημιουργία ρεαλιστικών μοντέλων του δικτύου Tor που μπορούν να εκτελεστούν στο περιβάλλον Shadow, καθώς και για την εκτέλεση και την προσαρμογή της διαδικασίας προσομοίωσης, τη συσσώρευση και την οπτικοποίηση των αποτελεσμάτων. Οι μετρήσεις που αντικατοπτρίζουν την απόδοση του πραγματικού δικτύου Tor μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πρότυπα για τη δημιουργία δικτύου.
- TGen: γεννήτρια ροών κυκλοφορίας με βάση τις παραμέτρους που έχει καθορίσει ο χρήστης (μέγεθος, καθυστερήσεις, αριθμός ροών κ.λπ.). Τα σχήματα διαμόρφωσης κυκλοφορίας μπορούν να δημιουργηθούν με βάση ειδικά σενάρια σε μορφή GraphML και χρησιμοποιώντας πιθανολογικά μοντέλα Markov για τη διανομή ροών και πακέτων TCP.
- OnionTrace: ένα σύνολο εργαλείων για την παρακολούθηση της απόδοσης και των συμβάντων σε ένα προσομοιωμένο δίκτυο Tor, καθώς και για την εγγραφή και την επανάληψη πληροφοριών σχετικά με το σχηματισμό αλυσίδων κόμβων Tor και τη σύνδεση των ροών κυκλοφορίας με αυτούς.
Τέλος, αν ενδιαφέρεστε να μάθετε περισσότερα, μπορείτε να βρείτε τις λεπτομέρειες στον παρακάτω σύνδεσμο.