Tor-võrgustiku täissuuruses simuleerimise eksperiment

Waterloo ülikooli ja USA mereväe teaduslabori teadlastest koostatud Tor-võrgustiku simulaatori arendamise tulemused, mille sõlmede ja kasutajate arv on võrreldav peamise Tor-võrguga, mis võimaldab läbi viia katseid, mis on lähedased reaalsele olukorrale. Katse käigus loodud tööriistade ja võrgustiku modelleerimise metoodika abil suudeti arvutis, kus on 4 TB RAM-i, simuleerida 6489 Tor-sõlme tööd, kuhu oli üheaegselt ühendatud 792 tuhat virtuaalset kasutajat.

Tõdetakse, et see on esimene täissuuruses Tor-võrgustiku simuleerimine, mille sõlmede arv vastab reaalsele võrgule (töötav Tor-võrk sisaldab umbes 6000 sõlme ja 2 miljonit ühendatud kasutajat). Täielik Tor-võrgustiku simuleerimine on huvitav kitsaskohtade tuvastamise, rünnakute tagajärgede modelleerimise, uute optimeerimismeetodite testimise reaalses keskkonnas ja turvalisuse tagamise kontseptsioonide kontrollimise seisukohalt.

Kui Tor-il on olemas täissuuruses simulaator, saavad arendajad loobuda katsete tegemisest peavõrgus või üksikutes töö-võrgusõlmedes, mis toob kaasa täiendavad riskid kasutajate privaatsuse rikkumiseks ja ei välista tõrkeid. Näiteks kavandatakse järgmisel kuul Tor-i uue koormushaldusprotokolli toetuse rakendamist ja simuleerimine võimaldab põhjalikult uurida selle toimimist enne reaalses võrgus juurutamist.

Peale katsete mõju välistamise privaatsusele ja peavõrgu töö usaldusväärsusele, annab eraldi testvõrkude olemasolu võimaluse kiiresti testida ja seadistada uut koodi arendusprotsessi käigus, viia muudatused koheselt sisse kõigile sõlmedele ja kasutajatele, ilma et peaks ootama pikaajaliste vahepealsete eesmärkide lõpetamist, kiiremini luua ja katsetada prototüüpe, rakendades uusi ideid.

Tööd tehakse tööriistade täiustamise nimel, mis, nagu on väidetud arendajate poolt, vähendab ressursikasutust 10 korda ja võimaldab samal varustusel simuleerida võrke, mis ületavad pärisvõrgu, mida võib vaja minna Tor'i skaleerimise probleemide tuvastamiseks. Samuti on loodud mitu uut võrgu modelleerimise meetodit, mis võimaldavad prognoosida võrgu oleku muutust aja jooksul ja kasutada taustal liiklusgeneraatorid kasutajate tegevuse simuleerimiseks.

Uurijad on samuti uurinud seost simuleeritud võrgu suuruse ja katsetulemuste proportsionaalsuse vahel. Tor'i arendamise käigus toimub eelkontroll tehtud muudatuste ja optimeerimiste osas väikestes testvõrkudes, milles on oluliselt vähem sõlmi ja kasutajaid kui päris võrgus. Selgunud on, et statistilisi vigu ennustustes, mis saadakse väikeste simulatsioonide käigus, saab kompenseerida sõltumatute katsete kordamise kaudu, kusjuures mida suurem on simuleeritud võrgu, seda vähem kordusi on vajalik statistiliselt oluliste järelduste saamiseks.

Tor võrgu modelleerimiseks ja simuleerimiseks arendatakse mitmeid avatud projekte, mida jagatakse BSD litsentsi alusel:

• Shadow — universaalne võrgusimulaator, mis võimaldab käitada tõeliste võrgurakenduste koodi ja rekonstrueerida hajutatud süsteemide tööd tuhandete võrguprotsessidega. Reaalsete modifitseerimata rakenduste süsteemide simuleerimiseks kasutatakse Shadowis süsteemikutsede emuleerimise tehnikat. Simuleeritud keskkonnas toimetavate rakenduste võrgusidet teostatakse: VPN ja tüüpiliste võrguprotokollide (TCP, UDP) simulaatorite rakendamise ja kasutamise kaudu. Toetatakse kohandatud virtuaalvõrgu omaduste modelleerimist, nagu pakettide kaotus ja edastamise viivitused. Peale katsetuste Tor'iga on püütud arendada Shadow'ile pistikprogrammi Bitcoin võrgu simuleerimiseks, kuid see projekt ei edenenud.
• Tornettools — tööriistakomplekt, mis genereerib realistlikke Tor-võrku mudeleid, mida saab käivitada Shadow keskkonnas, samuti simuleerimisprotsessi käivitamiseks ja seadistamiseks, andmete kogumiseks ja visualiseerimiseks. Võrgugeneratsiooni mallid võivad põhineda mõõdikutele, mis peegeldavad ehtsa Tor-võrgu toimimist.
• TGen — kasutaja määratud parameetritel põhineva liikluse genereerimise tööriist (suurus, latentsus, voogude arv jne). Liikluse kujundamise skeeme saab määrata nii spetsiaalsete stsenaariumide kaudu GraphML formaadis kui ka tõenäosuslike Markovi mudelite abil TCP-voogude ja paketide jaotamiseks.
• OnionTrace — tööriistakomplekt, mis jälgib simuleeritud Tor-võrgu jõudlust ja sündmusi, samuti salvestab ja taasesitab teavet Tor-sõlmede ahelate genereerimise ja nendele liiklusvoogude sidumise kohta.

Allikas: opennet.ru