Kilka dni temu naukowcy z University of Waterloo i U.S. Naval Research Laboratory przedstawili wyniki prac nad symulatorem sieci Tor , który pod względem liczby węzłów i użytkowników jest porównywalny z główną siecią Tor i umożliwia przeprowadzanie eksperymentów zbliżonych do warunków rzeczywistych.
Zestaw narzędzi i metodologia modelowania sieci opracowane podczas eksperymentu umożliwiły symulację działania sieci składającej się z 6489 węzłów Tor na komputerze z 4 TB pamięci RAM, do której jednocześnie podłączonych jest 792 000 wirtualnych użytkowników.
Należy zauważyć, że jest to pierwsza symulacja sieci Tor na dużą skalę, której liczba węzłów odpowiada rzeczywistej sieci (działająca sieć Tor ma około 6 węzłów i 2 miliony podłączonych użytkowników).
Pełna symulacja sieci Tor jest interesująca pod względem identyfikacji wąskich gardeł, modelowania zachowań ataków, testowania nowych technik optymalizacji w rzeczywistych warunkach oraz weryfikacji koncepcji związanych z bezpieczeństwem.
Dzięki kompleksowemu symulatorowi twórcy Tora mogą odejść od praktyki przeprowadzania eksperymentów w sieci głównej lub na poszczególnych węzłach roboczych, co stwarza dodatkowe ryzyko naruszenia prywatności użytkowników i nie eliminuje możliwości wystąpienia awarii. Na przykład, w nadchodzących miesiącach Tor ma wprowadzić obsługę nowego protokołu kontroli przeciążenia, a symulacja pozwoli im w pełni zbadać jego działanie przed wdrożeniem w rzeczywistej sieci.
Oprócz wyeliminowania wpływu eksperymentów na poufność i niezawodność głównej sieci Tor, obecność oddzielnych sieci testowych umożliwi szybkie testowanie i debugowanie nowego kodu w trakcie opracowywania, natychmiastowe wdrażanie zmian dla wszystkich węzłów i użytkowników, bez konieczności czekania na zakończenie długotrwałych wdrożeń pośrednich, a także szybsze tworzenie i uruchamianie prototypów wraz z wdrażaniem nowych pomysłów.
Trwają prace nad ulepszeniem zestawu narzędzi, który według twórców zmniejszy zużycie zasobów 10-krotnie i pozwoli na symulację działania sieci wykraczających poza rzeczywistą sieć na tym samym komputerze, co może być konieczne do zidentyfikowania ewentualnych problemów . ze skalowaniem Tora. W toku prac powstało również kilka nowych metod modelowania sieci, które umożliwiają przewidywanie zmian stanu sieci w czasie oraz wykorzystanie generatorów ruchu w tle do symulacji aktywności użytkowników.
Naukowcy zbadali również zależność między rozmiarem symulowanej sieci a niezawodnością odwzorowania wyników eksperymentu na sieć rzeczywistą. Podczas rozwoju Tora zmiany i optymalizacje są najpierw testowane w małych sieciach testowych, które zawierają znacznie mniej węzłów i użytkowników niż sieć rzeczywista.
Stwierdzono, że błędy statystyczne prognoz uzyskanych podczas małych symulacji mogą być skompensowane przez wielokrotne powtarzanie niezależnych eksperymentów z różnymi początkowymi zestawami danych, przy czym im większa symulowana sieć, tym mniej ponownych testów jest wymaganych do uzyskania statystycznie istotnych wniosków.
Aby modelować i symulować sieć Tor, badacze opracowują kilka projektów open source dystrybuowanych na licencji BSD:
- Cień: uniwersalny symulator sieci, który pozwala uruchomić prawdziwy kod aplikacji sieciowej w celu odtworzenia działania systemów rozproszonych z tysiącami procesów sieciowych. Do symulacji systemów opartych na rzeczywistych, niezmodyfikowanych aplikacjach.
- Narzędzia Tornet: zestaw narzędzi do generowania realistycznych modeli sieci Tor, które można uruchomić w środowisku Shadow, a także do uruchamiania i dostosowywania procesu symulacji, gromadzenia i wizualizacji wyników. Metryki, które odzwierciedlają wydajność rzeczywistej sieci Tora, mogą być używane jako szablony do generowania sieci.
- TGen: generator potoków ruchu na podstawie parametrów ustalonych przez użytkownika (wielkość, opóźnienia, liczba potoków itp.). Schematy kształtowania ruchu można ustalić w oparciu o specjalne scenariusze w formacie GraphML i wykorzystując probabilistyczne modele Markowa do dystrybucji strumieni i pakietów TCP.
- CebulaŚlad: zestaw narzędzi do monitorowania wydajności i zdarzeń w symulowanej sieci Tor, a także do rejestrowania i odtwarzania informacji o tworzeniu łańcuchów węzłów Tora i łączenia z nimi przepływów ruchu.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, szczegóły znajdziesz pod poniższym linkiem.