Il y a quelques années, un groupe international de chercheurs des universités du Massachusetts, de Pennsylvanie et de Munich en Allemagne une étude sur l'efficacité des proxys traditionnels comme outils de lutte contre la censure. En conséquence, les chercheurs ont proposé une nouvelle méthode pour contourner les blocages, basée sur la théorie des jeux. Nous avons préparé une traduction adaptée des points clés de ce travail.
Introduction
L'approche des outils de contournement des blocages populaires, comme Tor, repose sur une distribution privée et sélective des adresses IP des proxys entre les clients provenant de régions sujettes à des blocages. En conséquence, les clients doivent rester invisibles aux organisations ou aux autorités qui imposent ces blocages. Dans le cas de Tor, ces distributeurs de proxys sont appelés des ponts.
Le principal problème avec de tels services est l'attaque des initiés. Les agents chargés d'appliquer les blocages peuvent également utiliser des proxys pour connaître leurs adresses et les bloquer. Pour minimiser la probabilité de détection des proxys, les outils de contournement des blocages utilisent divers mécanismes d'attribution des adresses.
Ainsi, une approche appelée heuristique ad hoc est utilisée, qui peut être contournée. Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont décidé de modéliser la lutte entre les services de blocage et les services de contournement comme un jeu. En utilisant la théorie des jeux, ils ont développé des stratégies optimales de comportement pour chaque partie - cela a notamment permis de concevoir un mécanisme d'attribution des proxys.
Comment fonctionnent les systèmes traditionnels de contournement des blocages
Les outils de contournement des blocages, comme Tor, Lantern et Psiphon, utilisent un certain nombre de proxys situés en dehors de la région soumise à des restrictions, qui sont utilisés pour rediriger le trafic des utilisateurs de ces régions vers les ressources bloquées.
Si les censeurs découvrent l'adresse IP d'un tel proxy - par exemple, après l'avoir utilisé eux-mêmes - il est facile de l'inscrire sur une liste noire et de le bloquer. Par conséquent, en réalité, les adresses IP de ces proxys ne sont jamais divulguées, et l'attribution aux utilisateurs d'un proxy donné se fait par divers mécanismes. Par exemple, dans Tor, il existe un système de ponts.
La tâche principale est donc de donner aux utilisateurs l'accès aux ressources bloquées, tout en minimisant le risque de révélation de l'adresse du proxy.
Résoudre ce problème en pratique n'est pas si simple : il est très difficile de distinguer avec précision les utilisateurs ordinaires des censeurs qui se cachent d'eux. Pour masquer les informations, des mécanismes heuristiques sont utilisés. Par exemple, Tor limite le nombre d'adresses IP des ponts disponibles pour les clients à trois par requête.
Cela n'a pas empêché les autorités chinoises de localiser tous les ponts Tor en peu de temps. L'implémentation de restrictions supplémentaires affectera sérieusement l'interface utilisateur du système de contournement des blocages, ce qui signifie que certains utilisateurs ne pourront pas accéder au proxy.
Comment la théorie des jeux résout ce problème
La méthode décrite dans le travail repose sur ce qu'on appelle le « jeu d'admission au collège » (college admissions game). De plus, il est supposé que les agents de censure d'Internet peuvent communiquer entre eux en temps réel et utiliser une tactique complexe – par exemple, ne pas bloquer le proxy immédiatement ou le faire instantanément en fonction de diverses conditions.
Comment fonctionne l'admission au collège
Supposons que nous ayons n étudiants et m collèges. Chaque étudiant établit sa liste de préférences parmi les établissements d'enseignement, basée sur certains critères (c'est-à-dire que seules les collèges pour lesquels des candidatures ont été soumises sont classés). D'un autre côté, les collèges classent également les étudiants qui ont soumis des candidatures, selon leurs propres préférences.
Avant tout, le collège élimine ceux qui ne répondent pas aux critères de sélection – ils ne seront même pas acceptés en cas de désistement. Ensuite, ceux qui sont admis sont sélectionnés selon un algorithme qui prend en compte les paramètres nécessaires.
Il est possible d'avoir des « admissions instables » – par exemple, si deux étudiants 1 et 2 sont acceptés dans les collèges a et b respectivement, mais l'étudiant 2 souhaite étudier à l'établissement a. Dans le cadre de l'expérience décrite, seules les relations stables entre les objets ont été prises en compte.
L'algorithme d'acceptation différée
Comme déjà mentionné, il existe un certain nombre d'étudiants que le collège n'acceptera en aucun cas. Par conséquent, dans l'algorithme d'acceptation différée, on suppose que ces étudiants ne peuvent pas soumettre de candidature à cet établissement. Dans ce cas, tous les étudiants essaient de s'inscrire dans les collèges qu'ils préfèrent le plus.
L'établissement scolaire, capable d'accueillir q étudiants, place sur liste d'attente q personnes ayant les meilleures notes selon ses critères, ou tous si le nombre de candidats est inférieur au nombre de places disponibles. Les autres se voient refuser l'accès, et ces étudiants soumettent leur candidature au prochain établissement de leur liste de préférences. Ce collège sélectionne également q étudiants avec les meilleurs classements parmi ceux qui ont soumis leur dossier dès le début et ceux qui n'ont pas été acceptés dans le premier collège. Encore une fois, un certain nombre de personnes sont refusées.
La procédure se termine lorsque chaque étudiant est sur la liste d'attente d'un collège ou a été refusé par tous les établissements où il pouvait postuler. Au final, les collèges admettent tous ceux qui sont sur leurs listes d'attente.
Quel rapport avec un proxy
Par analogie avec les étudiants et les collèges, les chercheurs ont attribué à chaque client un certain proxy. Cela a donné lieu à un jeu appelé jeu d'attribution de proxy. Les clients, y compris les éventuels agents de censure, jouent le rôle des étudiants qui souhaitent connaître l'adresse des proxies, qui jouent le rôle des collèges – ils ont une capacité d'accueil finie prédéfinie.
Dans le modèle décrit, il y a n utilisateurs (clients) A =
{a1, a2, …, an}, qui demandent l'accès à un proxy pour contourner les restrictions. Ainsi, ai représente l'identifiant de « l'ensemble » du client. Parmi ces n utilisateurs, m sont des agents de censure, notés J = {j1, j2, …, jm}, les autres étant des utilisateurs ordinaires. Tous les m agents sont contrôlés par une autorité centrale et reçoivent des instructions de celle-ci.
Il est également supposé qu'il existe un ensemble de proxies P = {p1, p2, …, pl}. Après chaque demande, le client reçoit de l'entité distributrice des informations (adresse IP) concernant k proxies. Le temps est divisé en intervalles-étapes, désignés par t (le jeu commence à t=0).
Chaque client utilise une fonction de notation pour évaluer les proxies. Les chercheurs ont utilisé une fonction 
, afin de marquer le score que l'utilisateur ai a attribué au proxy px à l'étape t. De même, chaque proxy utilise une fonction pour évaluer les clients. C'est-à-dire 
– le score que le proxy px a attribué au client ai à l'étape t.
Il est important de se rappeler que tout le jeu est virtuel, c'est-à-dire que c'est le «distributeur» qui joue au nom des proxy et des clients. Pour cela, il n'est pas nécessaire de connaître le type de client, ni ses préférences concernant les proxies. À chaque étape, un jeu se déroule et un algorithme de prise de décision différée est également utilisé.
Résultats
Les résultats des simulations ont montré que la méthode utilisant la théorie des jeux était plus efficace que les systèmes de contournement de blocages connus.
Comparaison avec le service VPN rBridge
Dans ce contexte, les chercheurs ont mis en avant plusieurs points importants pouvant influencer la qualité de fonctionnement de ces systèmes :
- Quel que soit le stratagème des censeurs, le système de contournement des blocages doit constamment être alimenté avec de nouveaux proxies, sinon son efficacité diminuera.
- Si les censeurs ont des ressources considérables, ils peuvent accroître l'efficacité du blocage en ajoutant des agents géographiquement répartis pour rechercher des proxies.
- La rapidité d'ajout de nouveaux proxies est cruciale pour l'efficacité du système de contournement des blocages.
Liens et ressources utiles de :
Source : habr.com
