Výzkumníci z univerzity Waterloo a Výzkumné laboratoře námořnictva USA představili výsledky vývoje simulátoru sítě Tor, který je počtem uzlů a uživatelů srovnatelný se základní sítí Tor a umožňuje provádět experimenty ve scénářích blízkých skutečným podmínkám. Nástroje a metodologie modelování sítě vyvinuté během experimentu umožnily na počítači s 4 TB RAM simulovat provoz sítě o 6489 uzlech Tor, k níž je současně připojeno 792 tisíc virtuálních uživatelů.
Je uvedeno, že se jedná o první plnohodnotnou simulaci sítě Tor, jejíž počet uzlů odpovídá reálné síti (aktuální síť Tor má přibližně 6 tisíc uzlů a 2 miliony připojených uživatelů). Plnohodnotná simulace sítě Tor představuje zajímavost z hlediska odhalování úzkých míst, modelování chování během útoků, testování nových optimalizačních metod v reálných podmínkách a ověřování konceptů souvisejících s bezpečností.
S plnohodnotným simulátorem budou vývojáři Tor moci opustit praxi provádění experimentů v základní síti nebo na jednotlivých pracovních uzlech, které představují dodatečné riziko narušení soukromí uživatelů a nevyhnou se vzniku poruch. Například v následujících měsících se očekává zavedení nové protokolu pro řízení přetížení v Tor a simulace umožní důkladně prozkoumat jeho fungování před nasazením v reálné síti.
Kromě vyloučení vlivu experimentů na soukromí a spolehlivost provozu základní sítě Tor nabídne existence samostatných testovacích sítí možnost rychle testovat a ladit nový kód během vývoje, okamžitě zavádět změny pro všechny uzly a uživatele bez nutnosti čekání na dokončení dlouhých mezifází nasazení, a rychleji vytvářet a testovat prototypy s implementací nových nápadů.
Probíhá práce na vylepšení nástrojů, která, jak uvedli vývojáři, sníží spotřebu zdrojů desetkrát a umožní na stejném vybavení simulovat práci sítí, které překonávají skutečnou síť, což může být potřebné pro odhalení možných problémů se škálováním Tor. Během práce byly také vytvořeny nové metody modelování sítě, které umožňují předpovídat změny stavu sítě v čase a používat pozadí generátory provozu k simulaci aktivity uživatelů.
Výzkumníci také zkoumali souvislost mezi velikostí simulované sítě a přesností projektování výsledků experimentů na skutečnou síť. Během vývoje Tor se předběžná kontrola provedených změn a optimalizací provádí v malých testovacích sítích, které obsahují výrazně méně uzlů a uživatelů než skutečná síť. Bylo zjištěno, že statistické chyby předpovědí získaných při provádění malých simulací lze kompenzovat opakovaným prováděním nezávislých experimentů s různými sadami vstupních dat, přičemž čím větší je simulovaná síť, tím méně opakování je potřeba k získání statisticky významných závěrů.
Pro modelování a simulaci sítě Tor výzkumníci rozvíjejí několik otevřených projektů distribuovaných pod licencí BSD:
- Shadow — univerzální simulátor sítě, který umožňuje spouštět skutečný kód síťových aplikací pro rekonstrukci práce distribuovaných systémů s tisíci síťovými procesy. Pro simulaci systémů založených na skutečných nemodifikovaných aplikacích se v Shadow používá technika emulace systémových volání. Síťová interakce aplikací v simulovaném prostředí se provádí prostřednictvím nasazení VPN a využití simulátorů typových síťových protokolů (TCP, UDP). Podporuje se přizpůsobitelné modelování vlastností virtuální sítě, jako je ztráta paketů a zpoždění při doručování. Kromě experimentů s Tor byla učiněna snaha o vývoj pluginu pro Shadow pro simulaci sítě Bitcoin, ale tento projekt se nedostal dál.
- Tornettools — nástroj pro generování realistických modelů sítě Tor, které lze spustit v prostředí Shadow, a také pro spuštění a nastavení procesu simulace, shromažďování a vizualizaci výsledků. Jako šablony pro generování sítě mohou být použity metriky odrážející fungování skutečné sítě Tor.
- TGen — generátor toků dat na základě uživatelských parametrů (velikost, zpoždění, počet toků atd.). Schémata generování datového toku mohou být definována jak na základě speciálních skriptů ve formátu GraphML, tak pomocí pravděpodobnostních Markovských modelů distribuce TCP toků a paketů.
- OnionTrace — nástroj pro sledování výkonnosti a událostí v simulované síti Tor, stejně jako pro zaznamenávání a přehrávání informací o vytváření řetězců uzlů Tor a jejich vazbách na datové toky.
Zdroj: opennet.ru
