Populærvitenskapelig foredrag Peer-2-peer: fra Napster til TOR

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Populærvitenskapelig foredrag Peer-2-peer: fra Napster til TOR"

Stephen Abrahamsen
6 år siden
Visninger:

IN1020 - Introduksjon til datateknologi Populærvitenskapelig foredrag 08.11.

1 IN Introduksjon til datateknologi Populærvitenskapelig foredrag Peer-2-peer: fra Napster til TOR Håkon Kvale Stensland & Andreas Petlund

2 Introduksjon til Peer-to-Peer Forskjellige nettverksarkitekturer Styrker og svakheter i forskjellige P2P arkitekturer. Hva var Napster? Hvordan fungerer BitTorrent? Hva er de forskjellige parameterne i et BitTorrent-klient? TOR og The Dark Net.

3 Klient-Tjener Tradisjonell arkitektur Potensielt store kostnader med å få infrastrukturen skalerbar Kjernenettverk Lokalt nettverk Lokalt nettverk Lokalt nettverk

4 Distribusjon med CDN Hierarkiske systemer for å distribuere innhold Vanlig å cache populært innhold. Kjerneservere Populære videoer blir lagret nærme sluttbrukerne Videoer som ikke er så populære lagres enten på eller nærme kjerneserveren. Spesielt viktig hvis båndbredden er begrenset. For eksempel: WiFi på fly Lokale servere Endesystemer Regionale servere

5 Peer-to-Peer (P2P) Ikke en ny ide - en distribuert systemarkitektur Ingen sentralisert kontroll over nettet Typisk mange noder som kan være upålitelige og heterogene Kjernenettverk Lokalt nettverk Lokalt nettverk Lokalt nettverk

6 Peer-to-Peer På flere måter likt CDN: Endesystemer kan være både klient og tjener Distribuert lagring Innholdet nærmere sluttbruker Begrenset lagring per endesystem Men ulikt på noen punkter: Ingen klare roller på endesystemene Ikke noe hierarkisk forhold Klienter vet nødvendigvis ikke hvor innholdet er Trenger protokoller for å «oppdage innhold» Endesystemer i et P2P nettverk kommer og går

) Lagring/harddiskplass (distribuerte databaser, distribuerte hashtabeller) Nettverk/lagring

7 P2P Styrker og svakheter Ideelt til å dele ressurser mellom enheter (peers) Ressurser som dele kan være: CPU osv.) Lagring/harddiskplass (distribuerte databaser, distribuerte hashtabeller) Nettverk/lagring (bittorrent) CPU/lagring/nettverk (Bitcoin) Eller nesten hva som helst Tilgangen/fordelingen av ressurser styres av algoritmer. Robust mot endringer i nettverket av peers

Battlefield ) Om man er avhengig av en viss grad av sentral kontroll.

8 P2P Styrker og svakheter Egner seg dårlig til applikasjoner som er avhengig av lav forsinkelse. Onlinespill med høyt tempo (som First Person Shooters, f.eks. Battlefield ) Om man er avhengig av en viss grad av sentral kontroll. P2P er vanskelig å temme når katta først er sluppet ut av sekken Peers kommer og går Mye redundans og ressurser kreves for å sikre kontinuitet Kan være vanskelig å effektivt indeksere og finne igjen elementer 9

9 P2P Styrker og svakheter Distribuert spilltilstand Synkronisering?

Varianter av P2P-baserte topologier Ren P2P: Alle peers likeverdige Hybrid P2P: Noen sentrale noder som har mer funksjonalitet enn andre sentrale tjenere eller superpeers Kan være valgt fordi: De

10 Varianter av P2P-baserte topologier Ren P2P: Alle peers likeverdige Hybrid P2P: Noen sentrale noder som har mer funksjonalitet enn andre sentrale tjenere eller superpeers Kan være valgt fordi: De ikke står bak brannmur og/eller NAT De har mye av en ressurs, f.eks båndbredde, harddiskplass, CPUregnekraft Slike løsninger kan hjelpe til f.eks å få ned forsinkelsen i en P2P-løsning

11 P2P i forskning P2P ble sett på som en ønsket modell for å demokratisere nettverksbaserte applikasjoner Et hovedproblem: hvordan fordele og indeksere innhold Løsning: Distributed Hash Tables (DHTs) CHORD PASTRY TAPESTRY Kademlia Content Adressable Network (CAN) Distribuerte databaser

12 Eksempel: Napster Program for deling av filer (musikk) over Internett Arkitektur Sentralisert index (katalog) Distribuert lagring og nedlastning Alle filer lastet ned blir delt Lansert i 1999 P2P aspekter: Endesystemene var også filtjenere

13 Napster Endesystemet kobler til Napster sin sentrale tjener. Sender over liste med delte filer join central index Napster registrerer brukerinfo, knytter det til en IP adresse og lagrer listen med delte filer...

14 Napster Endesystemet sender forespørsel til sentralisert tjeneste Napster sjekker databasen central index query answer Returnerer liste med delte filer, som inneholder hvilke IP adresser som har de forskjellige filene...

15 Napster Endesystemet velger filen, og begynner å ta kontakt direkte for å lase ned filen Maskinene kontaktet hvis tilgjengelige. get file central index...

Napster: Evaluering Skalerbart: Replikasjon av filer: Antall kopier av populære filer stiger. Liten tilgjengelighet for filer som ikke er populære. Ignorerer fullstendig nettverkstopologien.

16 Napster: Evaluering Skalerbart: Replikasjon av filer: Antall kopier av populære filer stiger. Liten tilgjengelighet for filer som ikke er populære. Ignorerer fullstendig nettverkstopologien. Innholdslokasjon Enkel og sentral søkemekanisme Pålitelighet Ingen avhengighet mellom normale brukere. Sentralisert server er «single-point-of-failure» Ikke «advokat-sikkert», Napster ble stengt i 2001

sentral kilde til «metadata» om innholdet Ikke standardisert hvordan man skal finne en tracker

17 Eksempel: BitTorrent System for distribuert nedlastning fra Internett Lansert i 2001 av en student fra University of Buffalo Innholdet av blir delt opp i mange segmenter Tracker En sentral kilde til «metadata» om innholdet Ikke standardisert hvordan man skal finne en tracker Protokoll for å overføre innhold er ikke inkludert. Mange forskjellige «klienter» som implementerer BitTorrent.

18 Segmentnedlasting: BitTorrent Tracker fortellerom peers og antall segmenter du trenger Peer henter innhold i «pullmodus» Peer melder tilgjengelighet for nytt segment til tracker Tracker

19 BitTorrent Ingen strøm nummer to: Har ikke bidratt nok enda Tracker Mest sjeldne segment først

20 Ingen strøm nummer to: Har ikke bidratt nok enda BitTorrent Alle noder: Maks to samtidige strømmer inn og ut Tracker

21 BitTorrent Tracker

22 BitTorrent Tracker

23 BitTorrent Tracker

24 BitTorrent: Evaluering Skalerbart: Stor distribuert lagring av filer Overfører kun segmenter av innhold istedenfor hele filen De som «bidrar» kan laste ned mer Innholdslokasjon: Sentralisert tjener for metadata (.torrent-filer) Pålitelighet: Tracker er i utgangspunktet «single-point-of-failure» Distribuerte trackere er nå implementer i nyere versjoner

Metningskontroll (i TCP) sørger for å dele kapasiteten over nettverket likt meldom TCPforbindelsene.

ikke stjele kapasitet fra annen trafikk, som f.eks spill eller video streaming.

Extra Delay Background Transport (LEDBAT) LEDBAT bruker RTT-målinger til å forsøke å finne ut om det er

25 Metningskontroll (i TCP) sørger for å dele kapasiteten over nettverket likt meldom TCPforbindelsene. men for nedlasting (som bittorrent), vil man gjerne at overføringen skal skje i bakgrunnen. Dvs. ikke stjele kapasitet fra annen trafikk, som f.eks spill eller video streaming. Less-than-best-effort (LBE) metningskontroll Bittorrent bruker en slik LBE metningskontroll, kalt Low Extra Delay Background Transport (LEDBAT) LEDBAT bruker RTT-målinger til å forsøke å finne ut om det er en økende kø over flaskehalsen i forbindelsen. Minsker senderaten så fort den merker at den konkurrerer med andre strømmer

26 En titt på utorrent (bittorrentklient)

27 The Onion Router (TOR) Nettverk av maskiner (peers) donert som routere i TOR Trafikk krypteres og videresendes gjennom flere routere Krever en spesiell nettleser som kobler til nettverket

28 Hvordan virker TOR Figur hentet fra

29 Hvordan virker TOR Figur hentet fra

Siste hopp er ikke kryptert (for vanlige tjenere) Kan sette opp en tjener til å koble til

30 Hvordan virker TOR Flere lag med kryptering beskytter metadata Hver router vet bare hvem de har fått pakken fra, og neste router i kjeden. Siste hopp er ikke kryptert (for vanlige tjenere) Kan sette opp en tjener til å koble til kryptert, da blir innholdet beskyttet ende-tilende Figur hentet fra

31 Hvordan virker TOR Figur hentet fra

32 En titt på TOR

33 Noen relaterte begreper: The Onion Router (TOR) The Dark Web beskyttet av kryptering og tåkelegging (som TOR or I2P) The Deep Web beskyttet av login eller skjult fra søkemotorer på annet vis

Honeypots, phishing og ZeroDay Hvordan avdekke kriminelle TOR-brukere (noen eksempler) Prisen for et zerodayangrep? USD 50.000 USD 1.500.

34 Honeypots, phishing og ZeroDay Hvordan avdekke kriminelle TOR-brukere (noen eksempler) Prisen for et zerodayangrep? USD USD Nylig eksempel: Politiet satte opp falske kriminelle distribusjonssider i Australia 2 Tjeneren avslørte seg da den tok kontakt for å laste et profilbilde uten å gå via TOR 2 Statistisk analyse av pakker som går inn og ut av nettverket. Forutsetter kontroll over begge endepunkter Pakkestørrelser, avstand mellom forespørsler, antall pakker pr. forespørsel osv ) 2)

35 Ressurser Peer-to-Peer: Building Secure, Scalable, and Manageable Networks: Dana Moore, John Hebeler: : Amazon.com: Books P2P Networking and Applications (Morgan Kaufmann Series in Networking (Hardcover)): John Buford, Heather Yu, Eng Keong Lua: : Amazon.com: Books

Like dokumenter

Peer-to-Peer systemer

Peer-to-Peer systemer Bakgrunn Oversikt Taksonomi Applikasjonsområder Modeller Mats Thoresens diplom 2003 1 2 Hva er Peer-to-Peer? Peer node i et nettverk Noder i en arkitektur kommuniserer og deler ressurser