Enkele dagen geleden presenteerden onderzoekers van de Universiteit van Waterloo en het U.S. Naval Research Laboratory de resultaten van de ontwikkeling van een Tor-netwerksimulator die qua aantal knooppunten en gebruikers vergelijkbaar is met het hoofdnetwerk van Tor en experimenten mogelijk maakt die de werkelijke omstandigheden benaderen.
De toolkit en netwerkmodelleringsmethodologie die tijdens het experiment zijn ontwikkeld, maakten het mogelijk om de werking van een netwerk van 6489 Tor-nodes te simuleren op een computer met 4 TB RAM, waarop 792 virtuele gebruikers tegelijkertijd zijn aangesloten.
Het is belangrijk om te vermelden dat dit de eerste grootschalige simulatie van het Tor-netwerk is, waarbij het aantal knooppunten overeenkomt met het werkelijke netwerk (het operationele Tor-netwerk heeft ongeveer 6 knooppunten en 2 miljoen aangesloten gebruikers).
Een volledige simulatie van het Tor-netwerk is interessant voor het identificeren van knelpunten, het modelleren van aanvalsgedrag, het testen van nieuwe optimalisatietechnieken in reële omstandigheden en het bewijzen van beveiligingsgerelateerde concepten.
Met een uitgebreide simulator kunnen Tor-ontwikkelaars afstappen van de praktijk om experimenten uit te voeren op het hoofdnetwerk of individuele werkende knooppunten. Dit brengt namelijk extra risico's met zich mee, zoals schending van de privacy van gebruikers, en sluit de mogelijkheid van storingen niet uit. Zo wordt bijvoorbeeld verwacht dat Tor de komende maanden ondersteuning zal bieden voor een nieuw protocol voor congestiebeheer. De simulatie stelt hen in staat om de werking ervan grondig te bestuderen voordat het op een echt netwerk wordt geïmplementeerd.
Naast het elimineren van de impact van experimenten op de vertrouwelijkheid en betrouwbaarheid van het hoofdnetwerk van Tor, maakt de aanwezigheid van aparte testnetwerken het mogelijk om nieuwe code tijdens de ontwikkeling snel te testen en te debuggen, wijzigingen direct door te voeren voor alle knooppunten en gebruikers zonder te hoeven wachten op de voltooiing van langdurige tussenliggende implementaties, en sneller prototypes te creëren en uit te voeren met de implementatie van nieuwe ideeën.
Er wordt gewerkt aan het verbeteren van de toolkit die, volgens de ontwikkelaars, het verbruik van bronnen met 10 keer zal verminderen en de werking van netwerken die het echte netwerk op dezelfde computer overschrijden, kan simuleren, wat nodig kan zijn om mogelijke problemen te identificeren. met Tor-schaling. In de loop van het werk zijn er ook verschillende nieuwe netwerkmodelleringsmethoden ontwikkeld waarmee de verandering in de netwerkstatus in de loop van de tijd kan worden voorspeld en waarmee achtergrondverkeersgeneratoren kunnen worden gebruikt om gebruikersactiviteit te simuleren.
De onderzoekers bestudeerden ook de relatie tussen de grootte van het gesimuleerde netwerk en de betrouwbaarheid van de projectie van de experimentele resultaten op het echte netwerk. Tijdens de ontwikkeling van Tor worden wijzigingen en optimalisaties eerst getest op kleine testnetwerken, die aanzienlijk minder knooppunten en gebruikers bevatten dan een echt netwerk.
Het bleek dat de statistische fouten van de voorspellingen verkregen tijdens kleine simulaties kunnen worden gecompenseerd door herhaalde herhaling van onafhankelijke experimenten met verschillende initiële datasets, terwijl hoe groter het gesimuleerde netwerk, hoe minder hertesten nodig zijn om statistisch significante conclusies te verkrijgen.
Om het Tor-netwerk te modelleren en te simuleren, ontwikkelen onderzoekers verschillende open source-projecten die onder de BSD-licentie worden gedistribueerd:
- Schaduw: een universele netwerksimulator waarmee u echte netwerktoepassingscode kunt uitvoeren om na te bootsen hoe gedistribueerde systemen met duizenden netwerkprocessen werken. Om systemen te simuleren op basis van echte ongewijzigde applicaties.
- Tornettools: een set tools voor het genereren van realistische modellen van het Tor-netwerk die kunnen worden uitgevoerd in de schaduwomgeving, en voor het uitvoeren en aanpassen van het simulatieproces, het verzamelen en visualiseren van de resultaten. Metrieken die de prestaties van het daadwerkelijke Tor-netwerk weerspiegelen, kunnen worden gebruikt als sjablonen voor het genereren van netwerken.
- TGen: verkeersstroomgenerator op basis van de door de gebruiker vastgestelde parameters (grootte, vertragingen, aantal stromen, enz.). Verkeersvormende schema's kunnen worden opgesteld op basis van speciale scenario's in het GraphML-formaat en met behulp van probabilistische Markov-modellen voor de distributie van TCP-stromen en -pakketten.
- UiTrace: een set tools voor het bewaken van prestaties en gebeurtenissen op een gesimuleerd Tor-netwerk, evenals het opnemen en afspelen van informatie over de vorming van Tor-knooppuntketens en het koppelen van verkeersstromen daaraan.
Als u tot slot meer wilt weten, kunt u de details vinden via de volgende link.