ウォータールー大学と米国海軍研究所の研究者らは、ノード数とユーザー数がメインの Tor ネットワークに匹敵し、実際の状況に近い実験が可能な Tor ネットワーク シミュレータの開発結果を発表しました。 実験中に準備されたツールとネットワーク モデリング手法により、4 TB の RAM を搭載したコンピューター上で、6489 万 792 の仮想ユーザーが同時に接続する XNUMX 個の Tor ノードのネットワークの動作をシミュレートすることが可能になりました。
これは Tor ネットワークの最初の本格的なシミュレーションであり、実際のネットワークに相当するノード数であることに注意してください (動作中の Tor ネットワークには約 6 のノードと 2 万人の接続ユーザーがいます)。 Tor ネットワークの完全なシミュレーションは、ボトルネックの特定、攻撃動作のシミュレーション、実際の条件での新しい最適化手法のテスト、セキュリティ関連の概念のテストの観点から興味深いものです。
本格的なシミュレーターを使用すると、Tor 開発者は、ユーザーのプライバシーを侵害する追加のリスクが生じ、失敗の可能性が排除されない、メイン ネットワークまたは個々のワーカー ノードで実験を実施する習慣を回避できます。 たとえば、新しい輻輳制御プロトコルのサポートが今後数か月以内に Tor に導入される予定であり、シミュレーションにより、実際のネットワークに展開する前にその動作を十分に検討できるようになります。
メインの Tor ネットワークの機密性と信頼性に対する実験の影響を排除することに加えて、個別のテスト ネットワークの存在により、開発プロセス中に新しいコードを迅速にテストおよびデバッグし、すべてのノードとユーザーに変更を即座に実装することが可能になります。長い中間実装の完了を待って、新しいアイデアを実装したプロトタイプをより迅速に作成してテストします。
開発者が述べているように、ツールの改善作業が進行中です。これにより、リソース消費が 10 分の XNUMX に削減され、同じ装置上で、必要な場合に実際のネットワークよりも優れたネットワークの動作をシミュレートできるようになります。 Tor スケーリングで考えられる問題を特定します。 この研究により、時間の経過に伴うネットワーク状態の変化を予測したり、バックグラウンド トラフィック ジェネレーターを使用してユーザー アクティビティをシミュレートしたりできるようにする、いくつかの新しいネットワーク モデリング手法も作成されました。
研究者らは、シミュレートされたネットワークのサイズと、実験結果の実際のネットワークへの投影の信頼性との間のパターンも研究しました。 Tor の開発中、変更と最適化は、実際のネットワークよりも大幅に少ないノードとユーザーを含む小規模なテスト ネットワークで事前にテストされます。 シミュレーションされたネットワークが大きくなるほど、統計的に有意な結論を得るために必要なテストの繰り返しが少なくなるため、小規模なシミュレーションから得られた予測の統計的誤差は、異なる初期データのセットを使用して独立した実験を複数回繰り返すことで補償できることがわかりました。
Tor ネットワークをモデル化およびシミュレートするために、研究者は BSD ライセンスの下で配布されるいくつかのオープン プロジェクトを開発しています。
- Shadow は、実際のネットワーク アプリケーション コードを実行して、数千のネットワーク プロセスを含む分散システムを再作成できるユニバーサル ネットワーク シミュレーターです。 実際の変更されていないアプリケーションに基づいてシステムをシミュレートするために、Shadow はシステム コール エミュレーション技術を使用します。 シミュレートされた環境でのアプリケーションのネットワーク対話は、VPN の展開と、一般的なネットワーク プロトコル (TCP、UDP) のシミュレーターの使用を通じて実行されます。 パケット損失や配信遅延などの仮想ネットワーク特性のカスタム シミュレーションをサポートします。 Tor の実験に加えて、ビットコイン ネットワークをシミュレートするための Shadow のプラグインを開発する試みも行われましたが、このプロジェクトは開発されませんでした。
- Tornettools は、Shadow 環境で実行できる Tor ネットワークの現実的なモデルを生成し、シミュレーション プロセスを起動して構成し、結果を収集して視覚化するためのツールキットです。 実際の Tor ネットワークの運用を反映するメトリクスは、ネットワーク生成のテンプレートとして使用できます。
- TGen は、ユーザーが指定したパラメータ (サイズ、遅延、フロー数など) に基づいてトラフィック フローを生成するツールです。 トラフィック シェーピング スキームは、GraphML 形式の特別なスクリプトに基づいて指定することも、TCP フローとパケットを分散するための確率的マルコフ モデルを使用することもできます。
- OnionTrace は、シミュレートされた Tor ネットワーク内のパフォーマンスとイベントを追跡するためのツールであり、Tor ノードのチェーンの形成とトラフィック フローの割り当てに関する情報を記録および再生するためのツールです。
出所： オープンネット.ru