doc/spec/proposals/109-no-sharing-ips.txt

   1 Filename: 109-no-sharing-ips.txt
   2 Title: No more than one server per IP address.
   3 Version: $Revision$
   4 Last-Modified: $Date$
   5 Author: Kevin Bauer & Damon McCoy
   6 Created: 9-March-2007
   7 Status: Closed
   8 Implemented-In: 0.2.0.x
   9
  10 Overview:
  11   This document describes a solution to a Sybil attack vulnerability in the
  12   directory servers. Currently, it is possible for a single IP address to
  13   host an arbitrarily high number of Tor routers. We propose that the
  14   directory servers limit the number of Tor routers that may be registered at
  15   a particular IP address to some small (fixed) number, perhaps just one Tor
  16   router per IP address.
  17
  18   While Tor never uses more than one server from a given /16 in the same
  19   circuit, an attacker with multiple servers in the same place is still
  20   dangerous because he can get around the per-server bandwidth cap that is
  21   designed to prevent a single server from attracting too much of the overall
  22   traffic.
  23
  24 Motivation:
  25   Since it is possible for an attacker to register an arbitrarily large
  26   number of Tor routers, it is possible for malicious parties to do this
  27   as part of a traffic analysis attack.
  28
  29 Security implications:
  30   This countermeasure will increase the number of IP addresses that an
  31   attacker must control in order to carry out traffic analysis.
  32
  33 Specification:
  34
  35   For each IP address, each directory authority tracks the number of routers
  36   using that IP address, along with their total observed bandwidth.  If there
  37   are more than MAX_SERVERS_PER_IP servers at some IP, the authority should
  38   "disable" all but MAX_SERVERS_PER_IP servers.  When choosing which servers
  39   to disable, the authority should first disable non-Running servers in
  40   increasing order of observed bandwidth, and then should disable Running
  41   servers in increasing order of bandwidth.
  42
  43   [[  We don't actually do this part here. -NM
  44
  45   If the total observed
  46   bandwidth of the remaining non-"disabled" servers exceeds MAX_BW_PER_IP,
  47   the authority should "disable" some of the remaining servers until only one
  48   server remains, or until the remaining observed bandwidth of non-"disabled"
  49   servers is under MAX_BW_PER_IP.
  50   ]]
  51
  52   Servers that are "disabled" MUST be marked as non-Valid and non-Running.
  53
  54   MAX_SERVERS_PER_IP is 3.
  55
  56   MAX_BW_PER_IP is 8 MB per s.
  57
  58 Compatibility:
  59
  60   Upon inspection of a directory server, we found that the following IP
  61   addresses have more than one Tor router:
  62
  63   Scruples    68.5.113.81     ip68-5-113-81.oc.oc.cox.net     443
  64   WiseUp      68.5.113.81     ip68-5-113-81.oc.oc.cox.net     9001
  65   Unnamed     62.1.196.71     pc01-megabyte-net-arkadiou.megabyte.gr  9001
  66   Unnamed     62.1.196.71     pc01-megabyte-net-arkadiou.megabyte.gr  9001
  67   Unnamed     62.1.196.71     pc01-megabyte-net-arkadiou.megabyte.gr  9001
  68   aurel       85.180.62.138   e180062138.adsl.alicedsl.de     9001
  69   sokrates    85.180.62.138   e180062138.adsl.alicedsl.de     9001
  70   moria1      18.244.0.188    moria.mit.edu   9001
  71   peacetime   18.244.0.188    moria.mit.edu   9100
  72
  73   There may exist compatibility issues with this proposed fix.  Reasons why
  74   more than one server would share an IP address include:
  75
  76   * Testing. moria1, moria2, peacetime, and other morias all run on one
  77     computer at MIT, because that way we get testing. Moria1 and moria2 are
  78     run by Roger, and peacetime is run by Nick.
  79   * NAT. If there are several servers but they port-forward through the same
  80     IP address, ... we can hope that the operators coordinate with each
  81     other. Also, we should recognize that while they help the network in
  82     terms of increased capacity, they don't help as much as they could in
  83     terms of location diversity. But our approach so far has been to take
  84     what we can get.
  85   * People who have more than 1.5MB/s and want to help out more. For
  86     example, for a while Tonga was offering 10MB/s and its Tor server
  87     would only make use of a bit of it. So Roger suggested that he run
  88     two Tor servers, to use more.
  89
  90 [Note Roger's tweak to this behavior, in
  91 http://archives.seul.org/or/cvs/Oct-2007/msg00118.html]
  92