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 della rete Tor, che è comparabile per numero di nodi e utenti alla rete principale di Tor e consente di condurre esperimenti in condizioni simulate vicine alla realtà. 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 si connettono contemporaneamente 792.000 utenti virtuali.
Si segnala che questa è la prima simulazione su larga scala della rete Tor, il numero di nodi della quale corrisponde a quello della rete reale (la rete Tor attualmente conta circa 6.000 nodi e 2 milioni di utenti connessi). Una simulazione adeguata della rete Tor è interessante per identificare i colli di bottiglia, modellare i comportamenti in caso di attacchi, collaudare nuovi metodi di ottimizzazione in condizioni reali e testare concetti relativi alla sicurezza.
Con un simulatore completo, gli sviluppatori di Tor potranno evitare di svolgere esperimenti sulla rete principale o su nodi di lavoro separati, che comportano rischi aggiuntivi per la riservatezza degli utenti e non escludono il verificarsi di malfunzionamenti. Ad esempio, nei prossimi mesi è prevista l'implementazione di un nuovo protocollo di gestione del sovraccarico in Tor, e la simulazione permetterà di esaminare a fondo il suo funzionamento prima del dispiegamento nella rete reale.
Oltre ad escludere l'impatto degli esperimenti sulla riservatezza e l'affidabilità della rete principale di Tor, la presenza di reti di test separate offrirà l'opportunità di testare e ottimizzare rapidamente il nuovo codice durante il processo di sviluppo, implementando immediatamente le modifiche per tutti i nodi e gli utenti senza dover attendere il completamento di lunghi interventi intermedi, permettendo di creare e testare prototipi in modo più efficace con l'attuazione di nuove idee.
Sono in corso lavori per migliorare gli strumenti, che, come dichiarato dagli sviluppatori, ridurranno il consumo di risorse di dieci volte e permetteranno di simulare reti superiori alla rete reale con lo stesso hardware, il che potrebbe essere necessario per identificare problemi potenziali di scalabilità di Tor. Durante il lavoro sono stati anche creati diversi nuovi metodi di modellazione della rete, che consentono di prevedere come cambia lo stato della rete nel tempo e di utilizzare generatori di traffico di background per simulare l'attività degli utenti.
I ricercatori hanno anche esaminato la relazione tra le dimensioni della rete simulata e l'affidabilità della proiezione dei risultati degli esperimenti su una rete reale. Durante lo sviluppo di Tor, un controllo preliminare delle modifiche e ottimizzazioni proposte viene eseguito su piccole reti di test, che contengono significativamente meno nodi e utenti rispetto alla rete reale. È stato scoperto che gli errori statistici delle previsioni ottenute attraverso piccole simulazioni possono essere compensati con la ripetizione multipla di esperimenti indipendenti con insiemi di dati di partenza diversi, con il risultato che quanto più grande è la rete simulata, tanto meno ripetizioni sono necessarie per ottenere conclusioni statisticamente significative.
Per la modellazione e simulazione della rete Tor, i ricercatori stanno sviluppando diversi progetti open source, distribuiti con licenza BSD:
- Shadow è un simulatore di rete versatile che consente di eseguire il codice di 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. L'interazione di rete delle applicazioni nell'ambiente simulato avviene tramite il deployment VPN e l'uso di simulatori di protocolli di rete standard (TCP, UDP). È supportata una modellazione personalizzabile delle caratteristiche della rete virtuale, come la perdita di pacchetti e i ritardi nella consegna. Oltre agli esperimenti con Tor, è stato tentato lo sviluppo di un plugin per Shadow per la simulazione della rete Bitcoin, ma questo progetto non ha avuto seguito.
- Tornettools è un toolkit per generare modelli realistici della rete Tor, che possono essere eseguiti nell'ambiente Shadow, oltre a facilitare l'avvio e la configurazione del processo di simulazione, la raccolta e la visualizzazione dei risultati. Come modelli per la generazione della rete possono essere utilizzate metriche che riflettono il funzionamento della rete Tor reale.
- 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 mediante scenari speciali in formato GraphML che utilizzando modelli probabilistici di distribuzione dei flussi e pacchetti TCP basati su Markov.
- OnionTrace — strumento per il monitoraggio delle prestazioni e degli eventi in una rete Tor simulata, nonché per la registrazione e riproduzione delle informazioni sulla creazione di catene di nodi Tor e l'associazione a questi flussi di traffico.
Fonte: opennet.ru
