Před několika lety mezinárodní skupina vědců z univerzit Massachusetts, Pennsylvánie a německého Mnichova výzkum účinnosti tradičních proxy jako nástroje boje proti cenzuře. V rámci tohoto výzkumu vědci navrhli novou metodu obcházení blokací, založenou na teorii her. Připravili jsme upravený překlad hlavních bodů této práce.
Úvod
Přístup populárních prostředků obcházení blokací, jako je Tor, je založen na privátním a selektivním rozdělování IP adres proxy mezi klienty z regionů, podléhajících blokacím. V důsledku toho musejí klienti zůstat nepozorovaní pro organizace či orgány, které blokace uvalují. V případě Tora se těmto proxy distributorům říká brány.
Hlavní problém v případě podobných služeb - útok insiderů. Agenti, kteří blokace provádějí, mohou sami používat proxy, aby zjistili jejich adresy a zablokovali je. Aby se minimalizovala pravděpodobnost odhalení proxy, nástroje obcházení blokací používají různé mechanismy přidělování adres.
Přitom se používá přístup takzvané ad hoc heuristiky, kterou je možné obcházet. Aby vyřešili tento problém, vědci se rozhodli představit boj mezi službami, které provádějí blokace a službami, které je obcházejí, jako hru. Využitím teorie her vyvinuli optimální strategie chování pro každou ze stran – konkrétně to vedlo k vytvoření mechanismu rozdělení proxy.
Jak fungují tradiční systémy obcházení blokací
Nástroje obcházení blokací, jako jsou Tor, Lantern a Psiphon, využívají řadu proxy mimo region s uvalenými omezeními, které slouží k přepínání provozu uživatelů z těchto regionů a jeho doručení k blokovaným zdrojům.
Pokud cenzorům unikne IP adresa takové proxy – například poté, co ji sami použijí – je snadné ji zařadit na černou listinu a zablokovat. Proto se ve skutečnosti IP adresy těchto proxy nikdy neodhalují a přidělování uživatelům toho či onoho proxy probíhá pomocí různých mechanismů. Například v Tora existuje systém bran.
Hlavním úkolem je tedy poskytnout uživatelům přístup k zablokovaným zdrojům a minimalizovat pravděpodobnost odhalení adresy proxy.
Vyřešit tento úkol v praxi není tak jednoduché – s vysokou přesností rozlišit běžné uživatele od cenzorů, kteří se skrývají, je velmi obtížné. K zakrývání informací se používají heuristické mechanismy. Například Tor omezuje počet IP adres mostů, které jsou klientům k dispozici, na tři v rámci jednoho požadavku.
To však nezabránilo čínským úřadům vypočítat všechny Tor-mosty za krátkou dobu. Zavedení dalších omezení by vážně ovlivnilo použitelnost systému obcházení blokací, tedy někteří uživatelé by nemohli mít přístup k proxy.
Jak teorie her řeší tento problém
Metoda popsaná v práci je založena na takzvané „hře o přijetí na vysokou školu“ (college admissions game). Dále se předpokládá, že cenzurující internetoví agenti mohou spolu komunikovat v reálném čase a využívat složité taktiky – například neblokovat proxy ihned nebo to udělat okamžitě v závislosti na různých podmínkách.
Jak funguje přijetí na vysokou školu
Předpokládejme, že máme n studentů a m vysokých škol. Každý student si sestavuje svůj seznam preferencí mezi školami na základě nějakých kritérií (tj. hodnotí se pouze vysoké školy, do kterých byly podány přihlášky). Na druhé straně také vysoké školy hodnotí studenty, kteří podali přihlášky, na základě svých vlastních preferencí.
Nejprve vysoká škola vylučuje ty, kteří nesplňují výběrová kritéria – ti nebudou přijati ani v případě nedostatku zájemců. Poté jsou přijatí vybíráni podle algoritmu, který zohledňuje potřebné parametry.
Může existovat „nestabilní přijetí“ – například pokud jsou dva studenti 1 a 2, kteří byli přijati na vysoké školy a b, ale druhý student by chtěl studovat na univerzitě a. V případě popsaného experimentu byly zohledněny pouze stabilní vazby mezi objekty.
Algoritmus odloženého přijetí
Jak již bylo řečeno, existuje určitý počet studentů, které vysoká škola za žádných okolností nepřijme. Proto v algoritmu odloženého přijetí se předpokládá, že těmto studentům není umožněno podávat přihlášky na tuto vysokou školu. V takovém případě se všichni studenti snaží dostat na ty vysoké školy, které se jim nejvíce líbí.
Vzdělávací instituce s kapacitou q studentů zařazuje do čekacího seznamu q osob s nejvyšším hodnocením na základě svých kritérií nebo všechny, pokud je počet uchazečů menší než počet volných míst. Ostatní jsou odmítnuti a tito studenti podávají přihlášky na další vysokou školu ze svého seznamu preferencí. Tato vysoká škola také vybírá q studentů s nejvyšším hodnocením z těch, kteří podali přihlášku okamžitě, a těch, kteří nebyli přijati na první vysokou školu. Opět nějaké množství lidí neprojde.
Postup končí, pokud se každý student ocitl na čekacím seznamu nějaké vysoké školy nebo mu bylo odmítnuto na všech vzdělávacích institucích, na které mohl být přijat. Na závěr vysoké školy definitivně přijímají všechny ze svých čekacích seznamů.
Co má proxy společného s tímto?
Podobně jako u studentů a vysokých škol, vědci přiřadili každému klientovi určitou proxy. Vytvořila se hra nazvaná hra přiřazení proxy. Klienti, včetně možných cenzorských agentů, hrají roli studentů, kteří chtějí zjistit adresu proxy, která hraje roli vysokých škol – ty mají předem známou konečnou kapacitu.
V popsaném modelu je n uživatelů (klientů) A =
{a1, a2, …, an}, kteří žádají o přístup k proxy pro obcházení blokací. Takže ai je identifikátor "celkového" klienta. Mezi těmito n uživateli je m cenzorských agentů, označených jako J = {j1, j2, …, jm}, ostatní jsou běžní uživatelé. Všichni m agenti jsou kontrolováni centrálním orgánem a dostávají od něj pokyny.
Také se předpokládá, že existuje sada proxy P = {p1, p2, …, pl}. Po každém požadavku obdrží klient od distribučního objektu informace (IP adresu) o k proxy. Čas je rozdělen na intervaly-stadia, označované jako t (hra začíná při t=0).
Každý klient používá funkci hodnocení ke zhodnocení proxy. Vědci použili funkci 
, aby označil skóre, které uživatel ai přidělil proxy px ve fázi t. Podobně každá proxy používá funkci k hodnocení zákazníků. To znamená 
– skóre, které proxy px přidělil zákazníkovi ai ve fázi t.
Je důležité mít na paměti, že celá hra je virtuální, což znamená, že ji v zastoupení proxy a zákazníků hraje sám „distributor“. K tomu nepotřebuje znát typ zákazníka, jejich preference ohledně proxy. V každé fázi probíhá hra, také se používá algoritmus odloženého rozhodování.
Výsledky
Podle výsledků simulací metoda využívající teorii her prokázala vyšší efektivitu ve srovnání s existujícími systémy na obcházení blokací.
Srovnání s VPN službou rBridge
Přitom vědci vyzdvihli několik důležitých faktorů, které mohou ovlivnit kvalitu práce těchto systémů:
- Bez ohledu na strategii jednání cenzorů by systém obcházení blokací měl být neustále doplňován novými proxy, jinak jeho efektivita klesne.
- Pokud mají cenzorové významné zdroje, mohou zvýšit účinnost blokování, přidáním geograficky distribuovaných agentů pro vyhledávání proxy.
- Rychlost přidávání nových proxy je kritická pro efektivitu systému obcházení blokací.
Užitečné odkazy a materiály od :
Zdroj: habr.com
