Forskere fra Universitetet i Waterloo og det amerikanske Flådeforskningslaboratorium har præsenteret resultaterne af udviklingen af en simulator for Tor-netværket, der kan sammenlignes med antallet af noder og brugere i det primære Tor-netværk og gør det muligt at udføre eksperimenter, der ligner virkelige forhold. Det forberedte værktøj og metoden til modellering af netværket under eksperimentet gjorde det muligt at simulere arbejdet i et netværk med 6489 Tor-noder på en computer med 4 TB RAM, til hvilken 792.000 virtuelle brugere var tilsluttet samtidig.
Det bemærkes, at dette er den første fuldskala-simulation af Tor-netværket, hvor antallet af noder svarer til det virkelige netværk (det aktive Tor-netværk har omkring 6000 noder og 2 millioner tilsluttede brugere). En fuld simulation af Tor-netværket er interessant med henblik på at identificere flaskehalse, modellere adfærd som følge af angreb, teste nye metoder til optimering i virkelige forhold og verificere koncepter relateret til sikkerhed.
Med tilstedeværelsen af en fuld simuleringsmulighed kan Tor-udviklere afslutte praksis med at udføre eksperimenter på det primære netværk eller på enkelte arbejdsenheder, som skaber yderligere risici for brugernes fortrolighed og ikke udelukker optræden af fejl. For eksempel forventes det, at der i de kommende måneder vil blive implementeret støtte for en ny protokol til kontrol af overbelastning i Tor, og simuleringen vil give mulighed for at studere dens funktionalitet fuldt ud før implementeringen i det virkelige netværk.
Udover at udelukke påvirkningen af eksperimenter på fortroligheden og pålideligheden af det primære Tor-netværk vil tilstedeværelsen af separate testnetværk give mulighed for hurtigt at teste og fejlsøge ny kode under udviklingen, straks implementere ændringer for alle noder og brugere uden at vente på afslutningen af langvarige mellemliggende implementeringer, samt hurtigere skabe og teste prototyper med implementeringen af nye ideer.
Der arbejdes på at forbedre værktøjerne, som udviklerne har annonceret, vil reducere ressourcernes forbrug med 10 gange og muliggøre simulering af netværk, der overstiger det virkelige netværk med den samme hardware, hvilket kan være nødvendigt for at identificere potentielle problemer med Tor's skalering. I løbet af arbejdet er der også udviklet flere nye metoder til netværkssimulering, der muliggør forudsigelse af netværkets tilstand over tid og anvendelsen af baggrundstrafikgeneratorer til at simulere brugeraktivitet.
Forskerne har også undersøgt sammenhængen mellem størrelsen på det simulerede netværk og nøjagtigheden af projekteringen af eksperimentresultaterne på det virkelige netværk. Under udviklingen af Tor udføres en foreløbig kontrol af de ændringer og optimeringer, der foretages, i små testnetværk, som har betydeligt færre noder og brugere end det virkelige netværk. Det er blevet konstateret, at statistiske fejl i forudsigelserne, opnået ved små simuleringer, kan kompenseres ved gentagne uafhængige eksperimenter med forskellige sæt af data, idet det dog skal bemærkes, at jo større det simulerede netværk er, desto færre gentagelser er nødvendige for at få statistisk signifikante resultater.
Til modellering og simulering af Tor-netværket udvikles der flere åbne projekter, der distribueres under BSD-licensen:
- Shadow - en universel netværkssimulator, der gør det muligt at køre koden fra virkelige netværksapplikationer for at genskabe driften af distribuerede systemer med tusindvis af netværksprocesser. Til simulering af systemer baseret på reelle, ikke-modificerede applikationer anvendes der teknikker til emulering af systemopkald. Netværksinteraktionen mellem applikationerne i det simulerede miljø sker via distribution VPN og anvendelse af simulatorer til typiske netværksprotokoller (TCP, UDP). Der understøttes tilpasset modellering af egenskaberne i det virtuelle netværk, såsom pakketab og leveringsforsinkelser. Udover eksperimenterne med Tor er der blevet gjort et forsøg på at udvikle et plugin til Shadow til simulering af Bitcoin-netværket, men dette projekt har ikke fået videre udvikling.
- Tornettools — et værktøj til at generere realistiske modeller af Tor-netværket, som kan køres i en Shadow-omgivelse, samt til at starte og konfigurere simuleringsprocessen, opsamle og visualisere resultater. Metrics, der afspejler det virkelige Tor-netværks funktion, kan bruges som skabeloner til at generere nettet.
- TGen — en generator af trafikstrømme baseret på brugerdefinerede parametre (størrelse, forsinkelser, antal strømme osv.). Trafikmønstre kan specificeres enten baseret på specielle scenarier i GraphML-format eller ved hjælp af probabilistiske Markov-modeller til distribution af TCP-strømme og pakker.
- OnionTrace — et værktøj til at overvåge ydeevne og hændelser i det simulerede Tor-netværk, samt til at optage og gengive informationer om dannelsen af Tor-nodenetværk og tilknytning af trafikstrømme til dem.
Kilde: opennet.ru
