Onderzoekers van de Universiteit van Waterloo en het Amerikaanse Naval Research Laboratory hebben de resultaten gepresenteerd van de ontwikkeling van een Tor-netwerksimulator, die qua aantal knooppunten en gebruikers vergelijkbaar is met het hoofdnetsysteem van Tor en waarmee experimenten kunnen worden uitgevoerd die dicht bij echte omstandigheden komen. De gereedschappen en methodologie voor het modelleren van het netwerk, die tijdens het experiment zijn voorbereid, maakten het mogelijk om op een computer met 4 TB RAM een netwerk van 6489 Tor-knopen te simuleren, waartoe tegelijkertijd 792.000 virtuele gebruikers zijn verbonden.
Het is opgemerkt dat dit de eerste grootschalige simulatie van het Tor-netwerk is, waarbij het aantal knooppunten overeenkomt met het echte netwerk (het werknetwerk van Tor telt ongeveer 6000 knooppunten en 2 miljoen verbonden gebruikers). Een volledige simulatie van het Tor-netwerk is interessant om knelpunten bloot te leggen, het gedrag als gevolg van aanvallen te modelleren, nieuwe optimalisatiemethoden in echte omstandigheden te testen en concepten met betrekking tot veiligheidsvoorzieningen te verifiƫren.
Met een volwaardige simulator kunnen Tor-ontwikkelaars afzien van de praktijk om experimenten uit te voeren in het hoofdnetwerk of op afzonderlijke operationele knooppunten, die extra risico's voor de privacy van gebruikers met zich meebrengen en storingen niet uitsluiten. Bijvoorbeeld, in de komende maanden wordt verwacht dat nieuwe protocollen voor congestiebeheer in Tor worden geĆÆmplementeerd en simulatie zal de mogelijkheid bieden om hun werking volledig te bestuderen voordat ze in het echte netwerk worden uitgerold.
Naast het uitsluiten van de invloed van experimenten op de privacy en de betrouwbaarheid van het hoofdnetwerk van Tor, zal het bestaan van afzonderlijke testnetwerken de mogelijkheid bieden om nieuwe code snel te testen en te debuggen tijdens het ontwikkelingsproces, wijzigingen onmiddellijk door te voeren voor alle knooppunten en gebruikers zonder te wachten op de afronding van langdurige tussenimplementaties, en sneller prototypes te creƫren en nieuwe ideeƫn te testen.
Er wordt gewerkt aan de verbetering van de tools, die, zoals door de ontwikkelaars is aangegeven, het resourceverbruik met tien keer zal verminderen en het mogelijk zal maken om op dezelfde apparatuur netwerken te simuleren die beter zijn dan het echte netwerk, wat nodig kan zijn om mogelijke problemen met de schaalbaarheid van Tor te identificeren. Tijdens het werk zijn ook verschillende nieuwe netwerkmodelleringstechnieken ontwikkeld, die het mogelijk maken om veranderingen in de netwerkomstandigheden in de tijd te voorspellen en achtergrond verkeer-generators te gebruiken om de activiteit van gebruikers te simuleren.
Onderzoekers hebben ook de relatie bestudeerd tussen de grootte van het gesimuleerde netwerk en de nauwkeurigheid van het projecteren van de experimentele resultaten op het echte netwerk. Tijdens de ontwikkeling van Tor worden voorlopige controles van aangebrachte wijzigingen en optimalisaties uitgevoerd in kleine testnetwerken, die aanzienlijk minder knooppunten en gebruikers bevatten dan het echte netwerk. Het is ontdekt dat statistische fouten in voorspellingen, verkregen bij kleine simulaties, kunnen worden gecompenseerd door onafhankelijke experimenten met verschillende sets startgegevens meerdere keren te herhalen; daarbij geldt dat hoe groter het gesimuleerde netwerk, hoe minder herhaalde tests nodig zijn om statistisch significante conclusies te trekken.
Voor de modellering en simulatie van het Tor-netwerk worden door onderzoekers verschillende open projecten ontwikkeld die onder de BSD-licentie worden verspreid:
- Shadow ā een universele netwerksimulator die het mogelijk maakt om de code van echte netwerkapplicaties uit te voeren om de werking van gedistribueerde systemen met duizenden netwerkprocessen opnieuw te creĆ«ren. Voor de simulatie van systemen op basis van echte, ongewijzigde applicaties wordt in Shadow de techniek van systeemaanroepemulatie toegepast. De netwerkinteractie van applicaties in de gesimuleerde omgeving wordt gerealiseerd via de uitrol VPN en het gebruik van simulators voor standaard netwerkprotocollen (TCP, UDP). Het ondersteunt configureerbare modellering van de kenmerken van het virtuele netwerk, zoals pakketverlies en vertragingen bij de aflevering. Naast experimenten met Tor is er een poging gedaan om een plug-in voor Shadow te ontwikkelen voor de simulatie van het Bitcoin-netwerk, maar dit project heeft geen voortgang geboekt.
- Tornettools ā een hulpmiddel voor het genereren van realistische Tor-netwerkmodellen, die kunnen worden uitgevoerd in de Shadow-omgeving, evenals voor het opzetten en configureren van het simulatieproces, het verzamelen en visualiseren van resultaten. Metrics die het functioneren van het echte Tor-netwerk weerspiegelen, kunnen worden gebruikt als sjablonen voor het genereren van het netwerk.
- TGen ā een generator van verkeersstromen op basis van door de gebruiker opgegeven parameters (grootte, latentie, aantal stromen, enz.). Verkeersschema's kunnen worden ingesteld op basis van speciale scripts in GraphML-indeling, of door probabilistische Markovmodellen voor de distributie van TCP-stromen en -pakketten.
- OnionTrace ā een hulpmiddel voor het volgen van prestaties en gebeurtenissen in het gesimuleerde Tor-netwerk, evenals voor het opnemen en afspelen van informatie over de opbouw van Tor-knooppuntketens en de koppeling van verkeersstromen ernaartoe.
Bron: opennet.ru
