I ricercatori dell'Università di Waterloo e del Laboratorio di ricerca della Marina degli Stati Uniti hanno presentato i risultati dello sviluppo di un simulatore di rete Tor, comparabile per numero di nodi e utenti alla rete principale di Tor e che consente di condurre esperimenti vicini alle condizioni reali. Gli strumenti e la metodologia di modellazione della rete preparati durante l'esperimento hanno permesso di simulare su un computer con 4 TB di RAM il funzionamento di una rete composta da 6489 nodi Tor, a cui sono connessi contemporaneamente 792 mila utenti virtuali.
Si segnala che questa è la prima simulazione a grande scala della rete Tor, il numero di nodi della quale corrisponde a quello della rete reale (la rete Tor in funzione conta circa 6000 nodi e 2 milioni di utenti connessi). Una simulazione completa della rete Tor è interessante dal punto di vista dell'identificazione dei punti critici, della modellazione del comportamento a seguito di attacchi, della sperimentazione di nuovi metodi di ottimizzazione in condizioni reali e della verifica di concetti legati alla sicurezza.
Con un simulatore completo, gli sviluppatori di Tor potranno abbandonare la pratica di condurre esperimenti nella rete principale o su singoli nodi di lavoro, che creano rischi aggiuntivi di violazione della riservatezza degli utenti e non escludono la possibilità di malfunzionamenti. Ad esempio, nei prossimi mesi è previsto l'introduzione nel Tor di un nuovo protocollo di controllo del sovraccarico e la simulazione permetterà di studiarne a fondo il funzionamento prima della distribuzione nella rete reale.
Oltre a escludere l'impatto degli esperimenti sulla riservatezza e sull'affidabilità della rete principale di Tor, la presenza di reti di test separate consentirà di testare e perfezionare rapidamente il nuovo codice durante il processo di sviluppo, implementando immediatamente le modifiche per tutti i nodi e utenti senza dover attendere il completamento di lunghi interventi intermedi e di creare e testare prototipi con l'attuazione di nuove idee in modo più rapido.
È in corso un lavoro per migliorare gli strumenti, che, come affermato dagli sviluppatori, ridurrà il consumo di risorse di dieci volte e permetterà di simulare su hardware identico il funzionamento di reti superiori alla rete reale, il che potrebbe essere necessario per identificare potenziali problemi di scalabilità di Tor. Nel corso del lavoro sono stati anche creati diversi nuovi metodi di modellazione della rete, che consentono di prevedere le variazioni dello stato della rete nel tempo e di utilizzare generatori di traffico di background per simulare l'attività degli utenti.
I ricercatori hanno anche studiato la relazione tra le dimensioni della rete simulata e l'affidabilità della proiezione dei risultati degli esperimenti sulla rete reale. Durante lo sviluppo di Tor, il controllo preliminare delle modifiche e delle ottimizzazioni apportate viene effettuato in piccole reti di test, che contengono significativamente meno nodi e utenti rispetto alla rete reale. È stato scoperto che gli errori statistici nelle previsioni ottenute da piccole simulazioni possono essere compensati ripetendo più volte esperimenti indipendenti con diversi set di dati iniziali, con il risultato che più grande è la rete simulata, meno ripetizioni sono necessarie per ottenere conclusioni statisticamente significative.
Per la modellazione e la simulazione della rete Tor, i ricercatori stanno sviluppando diversi progetti open source distribuiti sotto licenza BSD:
- Shadow è un simulatore di rete universale che consente di eseguire il codice delle vere applicazioni di rete per ricreare il funzionamento di sistemi distribuiti con migliaia di processi di rete. Per simulare sistemi basati su applicazioni reali non modificate, Shadow utilizza una tecnica di emulazione delle chiamate di sistema. Le interazioni di rete tra le applicazioni nell'ambiente simulato avvengono tramite il dispiegamento VPN e l'uso di simulatori dei protocolli di rete standard (TCP, UDP). È supportata la modellazione configurabile delle caratteristiche della rete virtuale, come la perdita di pacchetti e i ritardi nella consegna. Oltre agli esperimenti con Tor, è stato fatto un tentativo di sviluppare un plugin per Shadow per simulare una rete Bitcoin, ma questo progetto non ha avuto seguito.
- Tornettools — strumento per la generazione di modelli realistici della rete Tor, che possono essere eseguiti in un ambiente Shadow, nonché per l'avvio e la configurazione del processo di simulazione, raccolta e visualizzazione dei risultati. Le metriche che riflettono il funzionamento della rete Tor reale possono essere utilizzate come modelli per generare la rete.
- TGen — generatore di flussi di traffico basato su parametri definiti dall'utente (dimensione, ritardi, numero di flussi, ecc.). I modelli di generazione del traffico possono essere definiti sia tramite scenari speciali in formato GraphML, sia utilizzando modelli probabilistici di Markov per la distribuzione dei flussi TCP e dei pacchetti.
- OnionTrace — strumento per il monitoraggio delle prestazioni e degli eventi nella rete Tor simulata, nonché per la registrazione e la riproduzione delle informazioni sulla formazione delle catene di nodi Tor e sull'associazione a esse dei flussi di traffico.
Fonte: opennet.ru
