調査

HoneyBadgerBFTプロトコルを見てみる13

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本稿について

The Honey Badger of BFT Protocolsを読みます。バージョンは20161024:215945です。

今回の範囲は「5. Implementation and Evaluation」の「5.3 Experiments over Tor」です。原文はこちらになります。

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5. 実装と評価(続き)

5.3 Torにおける実験

HoneyBadgerBFTのロバスト性を実証するために、私たちはTor(最も成功している匿名通信ネットワーク)で(私たちの知る限り初の)フォールトトレラントなコンセンサスプロトコルのインスタンスを動かした。Torは私たちの行った独自のAWSでのデプロイと比較して非常に大きく不安定なレイテンシを与える。それにもかかわらず、パラメータを調整せずにHoneyBadgerBFTを動かすことができることを明らかにする。Torの背後にHoneyBadgerBFTのノードを隠すことはさらに高いロバスト性をもたらす可能性がある。TorはノードのIP秘匿を支援するので、標的型ネットワーク攻撃や物理的なロケーションに絡んだ攻撃を避けることができる。

Tor概要

Torネットワークは約6500のリレーで構成され、パブリックディレクトリサービスに一覧化されている。Torは"秘匿サービス"を可能にする。これらは位置秘匿のためにTorを介する接続を許容するサーバである。クライアントが秘匿サービスへの接続を確立すると、クライアントとサーバ双方が共通の"ランデブーポイント"への3ホップの順路を構築する。従って秘匿サービスへの接続は全て、5つのランダムに選択されたリレーを通じてデータをルーティングする。Torはリレーノードに自身のキャパシティと稼働を知らせる手段を提供しており、これらの自己報告による測定結果はTorプロジェクトにより集計される。これらの測定結果によると9、Torネットワークのキャパシティの合計は~145Gbpsで、現在の稼働は~65Gbpsである。

脚注9:https://metrics.torproject.org/bandwidth.html、2015年11月10日時点。

実験設定

私たちは実際的にTorのリレーパスを反映しながらも、Torのデーモンソフトウェアを動かしている一つのデスクトップマシン上でN個全てのHoneyBadgerBFTノードを動かすことができるように実験設定を行った。このために、N個の秘匿サービス(私たちがシミュレートしたネットワークでは1つのHoneyBadgerBFTノードに対して1秘匿サービスとしている)上でリッスンするようにマシンを調整した。HoneyBadgerBFTノードそれぞれが他のノードごとに接続を確立するので、1回の実験あたり合計でN2のTorの順路を構成し、始点と終点を私たちのマシンとして、5つのランダムなリレーを経由するものとする。手短にまとめると、全てのノードペアのオーバレイ接続はランダムなリレーノードで構成される実際のTorの順路を辿るようになっていて、得られたパフォーマンスが(一つのホストマシンで動かくシミュレートノードにかかわらず)HoneyBadgerBFTのTor上での実際のデプロイの代表となるように設計している。

Torは多くのユーザのために重要なパブリックサービスを提供しているので、実稼働中のネットワークで行う調査実験が確かにネットワークに敵対的な影響を与えないことを保証することが重要である。私たちはひとつのバンテージポイントからのみ接続を確立し(従って受信は避ける)、短期(数分)の実験を小さなパラメータ(最大規模の実験でも256の順路だけ)で実験を行った。私たちの実験でTorを介するデータ送信は合計で約5GBで、これは毎日の稼働の1E-5よりも小さい。

図9はスループットに対してレイテンシがどう変化するかを表している。ノードが十分な帯域幅を持っていたEC2での実験と比べて、Torの順路はその内の最も遅い接続により制限される。Torでのスループットは最大で毎秒800超のトランザクションだった。

概してTorのリレーネットワークで送信されるメッセージはとても大きく非常に変動しやすいレイテンシを持つ傾向がある。例えば8ノードがそれぞれ16384トランザクションを提案する実験では、平均ディレイはたった12秒なのに対してあるメッセージは316.18秒も遅れ、ディレイの分s何は2208を超えた。旧来の最終的同期プロトコルがネットワーク状態用に調整を必要としたのに対して、私たちのプロトコルはそれが必要ない点は強調したい。

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