För några dagar sedan presenterade forskare från University of Waterloo och U.S. Naval Research Laboratory resultaten av utvecklingen av en Tor-nätverkssimulator som är jämförbar i antal noder och användare med det huvudsakliga Tor-nätverket och möjliggör experiment som närmar sig verkliga förhållanden.
Verktygslådan och nätverksmodelleringsmetodiken som utvecklades under experimentet gjorde det möjligt att simulera driften av ett nätverk med 6489 Tor-noder på en dator med 4 TB RAM, till vilken 792 000 virtuella användare är anslutna samtidigt.
Det bör noteras att detta är den första storskaliga simuleringen av Tor-nätverket, vars antal noder motsvarar det verkliga nätverket (det operativa Tor-nätverket har cirka 6 000 noder och 2 miljoner anslutna användare).
En komplett simulering av Tor-nätverket är av intresse när det gäller att identifiera flaskhalsar, modellera attackbeteende, testa nya optimeringstekniker under verkliga förhållanden och bevis på säkerhetsrelaterade koncept.
Med en omfattande simulator kan Tor-utvecklare gå ifrån att utföra experiment på huvudnätverket eller enskilda arbetsnoder, vilket skapar ytterligare risker för att kränka användarnas integritet och inte eliminerar möjligheten till fel. Till exempel förväntas Tor under de kommande månaderna introducera stöd för ett nytt protokoll för kontroll av överbelastning, och simuleringen kommer att göra det möjligt för dem att studera dess funktion fullt ut innan de driftsätter det i ett verkligt nätverk.
Förutom att eliminera experimentens inverkan på det huvudsakliga Tor-nätverkets konfidentialitet och tillförlitlighet, kommer närvaron av separata testnätverk att göra det möjligt att snabbt testa och felsöka ny kod under utveckling, implementera ändringar omedelbart för alla noder och användare utan att vänta på att långa mellanliggande implementeringar ska slutföras, och skapa och köra prototyper snabbare med implementeringen av nya idéer.
Arbete pågår för att förbättra verktygslådan som enligt utvecklarna kommer att minska resursförbrukningen med 10 gånger och göra det möjligt att simulera driften av nätverk som överstiger det verkliga nätverket på samma dator, vilket kan vara nödvändigt för att identifiera eventuella problem . med Tor-skalning. Under arbetets gång har även flera nya nätverksmodelleringsmetoder skapats som gör det möjligt att förutsäga förändringen i nätverkstillstånd över tid och använda bakgrundstrafikgeneratorer för att simulera användaraktivitet.
Forskarna studerade också sambandet mellan storleken på det simulerade nätverket och tillförlitligheten i att projicera de experimentella resultaten på det verkliga nätverket. Under Tors utveckling testas först förändringar och optimeringar på små testnätverk, som innehåller betydligt färre noder och användare än ett verkligt nätverk.
Det visade sig att de statistiska felen i de prognoser som erhållits under små simuleringar kan kompenseras för genom upprepade upprepningar av oberoende experiment med olika initiala datauppsättningar, medan ju större det simulerade nätverket är, desto färre omtester krävs för att få statistiskt signifikanta slutsatser.
För att modellera och simulera Tor-nätverket utvecklar forskare flera projekt med öppen källkod distribuerade under BSD-licensen:
- Skugga: en universell nätverkssimulator som låter dig köra riktig nätverksapplikationskod för att återskapa driften av distribuerade system med tusentals nätverksprocesser. Att simulera system baserade på verkliga omodifierade applikationer.
- Tornettverktyg: en uppsättning verktyg för att generera realistiska modeller av Tor-nätverket som kan köras i Shadow-miljön, samt för att köra och anpassa simuleringsprocessen, ackumulera och visualisera resultaten. Mätvärden som återspeglar prestandan för det faktiska Tor-nätverket kan användas som mallar för nätverksgenerering.
- TGen: generator av trafikflöden baserat på de parametrar som fastställts av användaren (storlek, förseningar, antal flöden, etc.). Trafikformningsscheman kan upprättas baserat på speciella scenarier i GraphML-formatet och med hjälp av probabilistiska Markov-modeller för distribution av TCP-strömmar och -paket.
- OnionTrace: en uppsättning verktyg för att övervaka prestanda och händelser i ett simulerat Tor-nätverk, samt för att spela in och spela upp information om bildandet av kedjor av Tor-noder och länka trafikflöden till dem.
Slutligen, om du är intresserad av att lära dig mer, kan du hitta detaljerna på följande länk.