ניסוי כדי לדמות רשת Tor בגודל מלא

חוקרים מאוניברסיטת ווטרלו ומעבדת המחקר הצי האמריקאית הציגו את תוצאות הפיתוח של סימולטור רשת Tor, הדומה במספר הצמתים והמשתמשים לרשת Tor הראשית ומאפשר ניסויים קרובים לתנאים אמיתיים. הכלים ומתודולוגיית מידול הרשת שהוכנה במהלך הניסוי אפשרו, במחשב עם 4 TB של RAM, לדמות את פעולתה של רשת של 6489 צמתי Tor, אליהם מחוברים 792 אלף משתמשים וירטואליים בו זמנית.

יצוין כי זוהי הדמיה ראשונה בקנה מידה מלא של רשת Tor, שמספר הצמתים בה תואם לרשת האמיתית (רשת Tor הפועלת כוללת כ-6 אלף צמתים ו-2 מיליון משתמשים מחוברים). סימולציה מלאה של רשת Tor מעניינת מנקודת מבט של זיהוי צווארי בקבוק, הדמיית התנהגות התקפה, בדיקת שיטות אופטימיזציה חדשות בתנאים אמיתיים ובדיקת מושגים הקשורים לאבטחה.

עם סימולטור מן המניין, מפתחי Tor יוכלו להימנע מהתרגול של ביצוע ניסויים ברשת הראשית או בצמתי עובדים בודדים, אשר יוצרים סיכונים נוספים של הפרת פרטיות המשתמש ואינם שוללים אפשרות של כשלים. לדוגמה, תמיכה בפרוטוקול חדש לבקרת גודש צפויה להיות מוצגת ב-Tor בחודשים הקרובים, והסימולציה תאפשר לנו ללמוד במלואו את פעולתו לפני פריסה ברשת אמיתית.

בנוסף לביטול השפעת הניסויים על הסודיות והאמינות של רשת ה-Tor הראשית, נוכחותן של רשתות בדיקה נפרדות תאפשר לבדוק במהירות וניפוי באגים של קוד חדש במהלך תהליך הפיתוח, ליישם באופן מיידי שינויים עבור כל הצמתים והמשתמשים ללא מחכה להשלמת הטמעות ביניים ממושכות, ליצור ולבדוק מהר יותר אבות טיפוס עם יישום של רעיונות חדשים.

מתבצעת עבודה לשיפור הכלים, שכאמור על ידי היזמים יצמצמו פי 10 את צריכת המשאבים ויאפשרו, על אותו ציוד, לדמות פעולת רשתות עדיפות על הרשת האמיתית, שאולי תידרש. כדי לזהות בעיות אפשריות עם קנה המידה של Tor. העבודה גם יצרה מספר שיטות מודל רשת חדשות המאפשרות לחזות שינויים במצב הרשת לאורך זמן ולהשתמש במחוללי תעבורת רקע כדי לדמות פעילות משתמשים.

החוקרים גם חקרו את הדפוס בין גודל הרשת המדומה לבין מהימנות ההשלכה של תוצאות הניסוי על הרשת האמיתית. במהלך פיתוח Tor, שינויים ואופטימיזציות נבדקות מראש ברשתות בדיקה קטנות המכילות פחות צמתים ומשתמשים באופן משמעותי מהרשת האמיתית. נמצא כי ניתן לפצות על טעויות סטטיסטיות בתחזיות המתקבלות מסימולציות קטנות על ידי חזרה על ניסויים עצמאיים עם קבוצות שונות של נתונים ראשוניים, בעוד שככל שהרשת המדומה גדולה יותר, נדרשות פחות בדיקות חוזרות על מנת לקבל מסקנות מובהקות סטטיסטית.

כדי לדמות ולדמות את רשת Tor, חוקרים מפתחים מספר פרויקטים פתוחים המופצים תחת רישיון BSD:

• Shadow הוא סימולטור רשת אוניברסלי המאפשר לך להפעיל קוד יישום רשת אמיתי כדי ליצור מחדש מערכות מבוזרות עם אלפי תהליכי רשת. כדי לדמות מערכות המבוססות על יישומים אמיתיים ללא שינוי, Shadow משתמש בטכניקות אמולציית שיחות מערכת. אינטראקציה ברשת של יישומים בסביבה מדומה מתבצעת באמצעות פריסת VPN ושימוש בסימולטורים של פרוטוקולי רשת טיפוסיים (TCP, UDP). תומך בסימולציה מותאמת אישית של מאפייני רשת וירטואלית כגון אובדן מנות ועיכובים במסירה. בנוסף לניסויים עם Tor, נעשה ניסיון לפתח תוסף ל-Shadow כדי לדמות את רשת הביטקוין, אך פרויקט זה לא פותח.
• Tornettools הוא ערכת כלים להפקת מודלים מציאותיים של רשת Tor שניתן להפעיל בסביבת Shadow, כמו גם להפעלה וקביעת תהליך הסימולציה, איסוף והצגה של התוצאות. מדדים המשקפים את הפעולה של רשת Tor האמיתית יכולים לשמש כתבניות ליצירת רשת.
• TGen הוא מחולל זרימת תנועה המבוסס על פרמטרים שצוינו על ידי המשתמש (גודל, עיכובים, מספר זרימות וכו'). ניתן לציין סכימות עיצוב תנועה הן על סמך סקריפטים מיוחדים בפורמט GraphML והן באמצעות מודלים הסתברותיים של Markov להפצה של זרימות ומנות TCP.
• OnionTrace הוא כלי למעקב אחר ביצועים ואירועים ברשת Tor מדומה, כמו גם להקלטה והשמעה חוזרת של מידע על היווצרות של שרשראות של צמתי Tor והקצאת זרימות תנועה אליהם.

מקור: OpenNet.ru