A Waterloo University and U.S. Naval Research Laboratory researchers presented the results of developing a Tor network simulator comparable in node and user count to the main Tor network, allowing experiments that closely resemble real conditions. The toolkit and simulation methodology prepared during the experiment enabled the simulation of a network of 6,489 Tor nodes on a computer with 4 TB of RAM, connected simultaneously by 792,000 virtual users.
It is noted that this is the first full-scale simulation of the Tor network, with the number of nodes corresponding to the actual network (the operational Tor network has about 6,000 nodes and 2 million connected users). A complete simulation of the Tor network is of interest for identifying bottlenecks, modeling behavior in the event of attacks, testing new optimization methods in real conditions, and verifying concepts related to security.
With a fully functional simulator, Tor developers will be able to move away from the practice of conducting experiments in the main network or on individual working nodes, which create additional risks of compromising user privacy and do not eliminate the possibility of failures. For example, in the coming months, the implementation of support for a new congestion control protocol in Tor is expected, and simulation will allow for a comprehensive study of its operation before deployment in the real network.
In addition to eliminating the impact of experiments on the privacy and reliability of the main Tor network, the presence of separate test networks will provide the ability to quickly test and debug new code during development, immediately implement changes for all nodes and users without waiting for the completion of lengthy intermediate deployments, and more promptly create and test prototypes implementing new ideas.
Folyamatban van az eszköztár fejlesztése, amely a fejlesztők szerint tízszeresére csökkenti az erőforrások fogyasztását, és lehetővé teszi, hogy ugyanazon a hardveren olyan hálózatok működését modellezzük, amelyek felülmúlják a valódi hálózatot, ami szükséges lehet a Tor méretezési problémáinak azonosításához. A munka során több új hálózati modellezési módszert is kidolgoztak, amelyek lehetővé teszik a hálózat állapotának időbeli változásának előrejelzését, és háttérforgalom-generátorokat használnak a felhasználói aktivitás szimulálására.
A kutatók a szimulált hálózat mérete és a kísérletek eredményeinek valódi hálózatra való projektezés közötti összefüggést is tanulmányozták. A Tor fejlesztése során a végrehajtott változtatások és optimalizációk előzetes ellenőrzése kisebb teszthálózatokban történik, amelyek jelentősen kevesebb csomópontot és felhasználót tartalmaznak, mint a valós hálózat. Megállapították, hogy a kis szimulációk során kapott előrejelzések statisztikai hibáit többszöri független kísérletezés különböző adatmintákkal lehet kompenzálni, és hogy minél nagyobb a szimulált hálózat, annál kevesebb megismételt kísérlet szükséges statisztikailag jelentős következtetések levonásához.
A Tor hálózat modellezésére és szimulálására a kutatók több nyílt projektet fejlesztenek, amelyeket BSD licensz alatt terjesztenek:
- Shadow – egy univerzális hálózati szimulátor, amely lehetővé teszi valódi hálózati alkalmazások kódjának futtatását a elosztott rendszerek működésének rekonstrukciójához ezer hálózati folyamattal. Az igazi, módosítatlan alkalmazások alapú rendszerek szimulációjához a Shadow rendszerhívások emulációs technikáját alkalmazza. Az alkalmazások hálózati interakciója a szimulált környezetben telepítésen keresztül valósul meg, VPN és jellemző hálózati protokollok (TCP, UDP) szimulátorainak felhasználásával. Testreszabható hálózati jellemzők modellezése támogatott, például csomagvesztés és késleltetés a kézbesítés során. A Torral végzett kísérletek mellett megpróbálták a Shadowhoz plugint fejleszteni a Bitcoin hálózat szimulálására, de ez a projekt nem kapott fejlődést.
- A Tornettools — eszközkészlet a Tor hálózat valósághű modelljeinek generálására, amelyeket Shadow környezetben lehet futtatni, valamint a szimulációs folyamat elindítására és konfigurálására, az eredmények gyűjtésére és vizualizálására. A hálózat generálásához sablonként olyan metrikák használhatók, amelyek a Tor hálózat tényleges működését tükrözik.
- A TGen — forgalomgenerátor a felhasználó által megadott paraméterek (méret, késleltetés, szálak száma stb.) alapján. A forgalom formálásának mintái megadhatók különféle GraphML formátumú szkriptek alapján, vagy valószínűségi Markov-modellek alkalmazásával a TCP forgalmak és csomagok eloszlására.
- Az OnionTrace — eszköz a Tor hálózat szimulációjában a teljesítmény és események nyomon követésére, valamint a Tor csomópontok láncolatának képzéséről és a forgalmakhoz való hozzárendelésről szóló információk rögzítésére és lejátszására.
Forrás: opennet.ru
