For flere år siden gennemførte en international gruppe forskere fra universiteterne i Massachusetts, Pennsylvania og München i Tyskland en undersøgelse af effektiviteten af traditionelle proxyer som et værktøj til at bekæmpe censur. Som et resultat foreslog forskerne en ny metode til at omgå blokader baseret på spilteori. Vi har udarbejdet en tilpasset oversættelse af hovedpunkterne i dette arbejde.
Introduktion
Tilgangen fra populære værktøjer til at omgå blokader, som Tor, er baseret på privat og selektiv distribution af proxy-IP-adresser mellem brugere fra regioner, der er underlagt blokader. Som et resultat skal brugerne forblive uset af organisationer eller myndigheder, der pålægger blokader. I tilfældet med Tor kaldes disse proxy-fordelere for broer.
Nøgleproblemet med sådanne tjenester er insiderangreb. Agenter, der beskæftiger sig med blokeringer, kan selv bruge proxyer for at finde deres adresser og blokere dem. For at minimere sandsynligheden for at blive opdaget bruger værktøjer til at omgå blokader forskellige mekanismer til tildeling af adresser.
Her anvendes tilgangen kendt som ad hoc-heurisik, som kan omgås. For at løse dette problem besluttede forskerne at præsentere kampen mellem blokkeringstjenesterne og omgåelsestjenesterne som et spil. Ved at bruge spilteori udviklede de optimale strategier for adfærd for hver side – især gjorde det det muligt at udvikle en mekanisme til distribution af proxyer.
Hvordan traditionelle systemer til at omgå blokader fungerer
Værktøjer til at omgå blokader, som Tor, Lantern og Psiphon, bruger en række proxyer uden for de begrænsede regioner, som bruges til at omdirigere trafik fra brugere i disse regioner og levere den til de blokerede ressourcer.
Hvis censurmyndighederne får kendskab til IP-adressen på en sådan proxy – for eksempel efter at de selv har brugt den – er det let at føje den til en sortliste og blokere den. Derfor offentliggøres IP-adresserne for sådanne proxyer aldrig i virkeligheden, og tildelingen af en bestemt proxy til brugerne sker ved hjælp af forskellige mekanismer. For eksempel er der i Tor et system af broer.
Det vil sige, at hovedopgaven er at give brugerne adgang til blokerede ressourcer og minimere risikoen for at afsløre proxy-adressen.
At løse denne opgave i praksis er ikke så enkelt - det er meget svært at skelne mellem almindelige brugere og censorer, der forsøger at skjule sig. Heuristiske mekanismer anvendes til at skjule information. For eksempel begrænser Tor antallet af bro-IP-adresser, der er tilgængelige for klienter, til tre pr. anmodning.
Dette forhindrede ikke de kinesiske myndigheder i at identificere alle Tor-broer på kort tid. Indførelsen af yderligere begrænsninger vil dog have en alvorlig indvirkning på brugervenligheden af overvinde blokeringer-systemet, hvilket betyder, at nogle brugere ikke vil kunne få adgang til proxyen.
Hvordan spilteori løser dette problem
Metoden, der er beskrevet i arbejdet, er baseret på den såkaldte "college admissions game". Derudover antages det, at censurerende internetagenter kan kommunikere med hinanden i realtid og anvende komplekse taktikker – for eksempel at undgå straks at blokere proxy'en, eller gøre det øjeblikkeligt afhængigt af forskellige betingelser.
Hvordan collegeoptagelse fungerer
Antag, at vi har n studerende og m colleges. Hver studerende laver sin liste over præferencer blandt uddannelsesinstitutioner baseret på nogle kriterier (det vil sige, kun colleges, hvor der er sendt ansøgninger, rangeres). På den anden side rangerer colleges også de studerende, der har sendt ansøgninger, baseret på egne præferencer.
Først skærer college dem, der ikke opfylder optagelseskriterierne – de vil ikke blive optaget, selv hvis der er færre ansøgere. Derefter udtages de optagne ved hjælp af en algoritme, der tager hensyn til de nødvendige parametre.
Der kan eksistere "ustabile optagelser" – for eksempel, hvis der er to studerende 1 og 2, som er blevet optaget på colleges a og b henholdsvis, men den anden studerende gerne vil studere på college a. I det beskrevne eksperiment blev der kun taget hensyn til stabile forbindelser mellem objekterne.
Algoritmen for udsat accept
Som tidligere nævnt findes der et bestemt antal studerende, som college ikke vil optage under nogen omstændigheder. Derfor antager algoritmen for udsat optagelse, at disse studerende ikke har lov til at ansøge om optagelse på dette universitet. I så fald forsøger alle studerende at blive optaget på de colleges, de helst vil ind på.
Uddannelsesinstitutionen med plads til q studerende placerer q personer på ventelisten baseret på deres vurderingskriterier, eller alle, hvis antallet af ansøgere er mindre end antallet af ledige pladser. De øvrige får afslag, og disse studerende ansøger til det næste universitet på deres præference-liste. Dette college vælger også q studerende med den højeste vurdering blandt dem, der har ansøgt samtidig, og dem, der ikke blev optaget i det første college. Også her er der igen et antal personer, der ikke bliver optaget.
Proceduren afsluttes, hvis hver studerende har havnet på ventelisten til et college, eller har fået afslag fra alle uddannelsesinstitutioner, de kunne ansøge til. I sidste ende optager college alle fra deres ventelister.
Hvad har proxy at gøre med det?
Ved at lave en parallel til studerende og college har forskerne tildelt hver kunde en bestemt proxy. Det blev til et spil kaldet proxy assignment game. Kunderne, herunder mulige censor-agenter, fungerer som studerende, der ønsker at finde adressen på proxy, som spiller rollen som college – de har en forudkendt endelig kapacitet.
I den beskrevne model er der n brugere (kunder) A = {a1, a2, …, an}, som anmoder om adgang til proxy for at omgå blokader. Derfor er ai identifikatoren for "den samlede" kunde. Blandt disse n brugere er m censor-agenter, betegnet som J = {j1, j2, …, jm}, de øvrige er almindelige brugere. Alle m agenter kontrolleres af en central myndighed og modtager instrukser derfra.
Det antages også, at der findes et sæt proxy P = {p1, p2, …, pl}. Efter hver anmodning modtager kunden information (IP-adresse) om k proxies fra distributionsobjektet. Tiden er opdelt i intervaller-faser, betegnet som t (spillet begynder ved t=0).
Hver kunde bruger en score-funktion til at vurdere proxy. Forskere har anvendt en funktion
til at evaluere. 
, for at mark the score that the ai user assigned to the px proxy at stage t. Similarly, each proxy uses a function to evaluate customers. That is, 
– the score that the px proxy assigned to the ai client at stage t.
It is important to remember that the entire game is virtual, meaning that both the proxy and the clients are played by the 'distributor'. To do this, it doesn't need to know the type of client or their preferences regarding proxies. At each stage, a game takes place, and a delayed acceptance algorithm is also used.
Resultater
According to the results of simulations, the method using game theory demonstrated higher efficiency compared to known bypass systems.
Comparison with the VPN service rBridge
At the same time, researchers identified several important points that may influence the effectiveness of such systems:
- Regardless of the strategy of the censors, the bypass system must be constantly replenished with new proxies; otherwise, its efficiency will decline.
- If censors have significant resources, they can increase the efficiency of blocking by adding geographically distributed agents to search for proxies.
- The speed of adding new proxies is critical for the effectiveness of the bypass system.
Nyttige links og materiale fra :
Kilde: habr.com
