Add proposal 205: Remove global client-side DNS caching
[torspec/neena.git] / dir-spec.txt
blobf88ceb3022af3a72317f86497befa01bd84d00dc
2                       Tor directory protocol, version 3
4 0. Scope and preliminaries
6    This directory protocol is used by Tor version 0.2.0.x-alpha and later.
7    See dir-spec-v1.txt for information on the protocol used up to the
8    0.1.0.x series, and dir-spec-v2.txt for information on the protocol
9    used by the 0.1.1.x and 0.1.2.x series.
11    Caches and authorities must still support older versions of the
12    directory protocols, until the versions of Tor that require them are
13    finally out of commission.
15    This document merges and supersedes the following proposals:
17        101  Voting on the Tor Directory System
18        103  Splitting identity key from regularly used signing key
19        104  Long and Short Router Descriptors
21    XXX when to download certificates.
22    XXX timeline
23    XXX fill in XXXXs
25       The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL
26       NOT", "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED",  "MAY", and
27       "OPTIONAL" in this document are to be interpreted as described in
28       RFC 2119.
30 0.1. History
32    The earliest versions of Onion Routing shipped with a list of known
33    routers and their keys.  When the set of routers changed, users needed to
34    fetch a new list.
36    The Version 1 Directory protocol
37    --------------------------------
39    Early versions of Tor (0.0.2) introduced "Directory authorities": servers
40    that served signed "directory" documents containing a list of signed
41    "router descriptors", along with short summary of the status of each
42    router.  Thus, clients could get up-to-date information on the state of
43    the network automatically, and be certain that the list they were getting
44    was attested by a trusted directory authority.
46    Later versions (0.0.8) added directory caches, which download
47    directories from the authorities and serve them to clients.  Non-caches
48    fetch from the caches in preference to fetching from the authorities, thus
49    distributing bandwidth requirements.
51    Also added during the version 1 directory protocol were "router status"
52    documents: short documents that listed only the up/down status of the
53    routers on the network, rather than a complete list of all the
54    descriptors.  Clients and caches would fetch these documents far more
55    frequently than they would fetch full directories.
57    The Version 2 Directory Protocol
58    --------------------------------
60    During the Tor 0.1.1.x series, Tor revised its handling of directory
61    documents in order to address two major problems:
63       * Directories had grown quite large (over 1MB), and most directory
64         downloads consisted mainly of router descriptors that clients
65         already had.
67       * Every directory authority was a trust bottleneck: if a single
68         directory authority lied, it could make clients believe for a time
69         an arbitrarily distorted view of the Tor network.  (Clients
70         trusted the most recent signed document they downloaded.) Thus,
71         adding more authorities would make the system less secure, not
72         more.
74    To address these, we extended the directory protocol so that
75    authorities now published signed "network status" documents.  Each
76    network status listed, for every router in the network: a hash of its
77    identity key, a hash of its most recent descriptor, and a summary of
78    what the authority believed about its status.  Clients would download
79    the authorities' network status documents in turn, and believe
80    statements about routers iff they were attested to by more than half of
81    the authorities.
83    Instead of downloading all router descriptors at once, clients
84    downloaded only the descriptors that they did not have.  Descriptors
85    were indexed by their digests, in order to prevent malicious caches
86    from giving different versions of a router descriptor to different
87    clients.
89    Routers began working harder to upload new descriptors only when their
90    contents were substantially changed.
93 0.2. Goals of the version 3 protocol
95    Version 3 of the Tor directory protocol tries to solve the following
96    issues:
98       * A great deal of bandwidth used to transmit router descriptors was
99         used by two fields that are not actually used by Tor routers
100         (namely read-history and write-history).  We save about 60% by
101         moving them into a separate document that most clients do not
102         fetch or use.
104       * It was possible under certain perverse circumstances for clients
105         to download an unusual set of network status documents, thus
106         partitioning themselves from clients who have a more recent and/or
107         typical set of documents.  Even under the best of circumstances,
108         clients were sensitive to the ages of the network status documents
109         they downloaded.  Therefore, instead of having the clients
110         correlate multiple network status documents, we have the
111         authorities collectively vote on a single consensus network status
112         document.
114       * The most sensitive data in the entire network (the identity keys
115         of the directory authorities) needed to be stored unencrypted so
116         that the authorities can sign network-status documents on the fly.
117         Now, the authorities' identity keys are stored offline, and used
118         to certify medium-term signing keys that can be rotated.
120 0.3. Some Remaining questions
122    Things we could solve on a v3 timeframe:
124      The SHA-1 hash is showing its age.  We should do something about our
125      dependency on it.  We could probably future-proof ourselves here in
126      this revision, at least so far as documents from the authorities are
127      concerned.
129      Too many things about the authorities are hardcoded by IP.
131      Perhaps we should start accepting longer identity keys for routers
132      too.
134    Things to solve eventually:
136      Requiring every client to know about every router won't scale forever.
138      Requiring every directory cache to know every router won't scale
139      forever.
142 1. Outline
144    There is a small set (say, around 5-10) of semi-trusted directory
145    authorities.  A default list of authorities is shipped with the Tor
146    software.  Users can change this list, but are encouraged not to do so,
147    in order to avoid partitioning attacks.
149    Every authority has a very-secret, long-term "Authority Identity Key".
150    This is stored encrypted and/or offline, and is used to sign "key
151    certificate" documents.  Every key certificate contains a medium-term
152    (3-12 months) "authority signing key", that is used by the authority to
153    sign other directory information.  (Note that the authority identity
154    key is distinct from the router identity key that the authority uses
155    in its role as an ordinary router.)
157    Routers periodically upload signed "routers descriptors" to the
158    directory authorities describing their keys, capabilities, and other
159    information.  Routers may also upload signed "extra info documents"
160    containing information that is not required for the Tor protocol.
161    Directory authorities serve router descriptors indexed by router
162    identity, or by hash of the descriptor.
164    Routers may act as directory caches to reduce load on the directory
165    authorities.  They announce this in their descriptors.
167    Periodically, each directory authority generates a view of
168    the current descriptors and status for known routers.  They send a
169    signed summary of this view (a "status vote") to the other
170    authorities.  The authorities compute the result of this vote, and sign
171    a "consensus status" document containing the result of the vote.
173    Directory caches download, cache, and re-serve consensus documents.
175    Clients, directory caches, and directory authorities all use consensus
176    documents to find out when their list of routers is out-of-date.
177    (Directory authorities also use vote statuses.) If it is, they download
178    any missing router descriptors.  Clients download missing descriptors
179    from caches; caches and authorities download from authorities.
180    Descriptors are downloaded by the hash of the descriptor, not by the
181    relay's identity key: this prevents directory servers from attacking
182    clients by giving them descriptors nobody else uses.
184    All directory information is uploaded and downloaded with HTTP.
186    [Authorities also generate and caches also cache documents produced and
187    used by earlier versions of this protocol; see dir-spec-v1.txt and
188    dir-spec-v2.txt for notes on those versions.]
190 1.1. What's different from version 2?
192    Clients used to download multiple network status documents,
193    corresponding roughly to "status votes" above.  They would compute the
194    result of the vote on the client side.
196    Authorities used to sign documents using the same private keys they used
197    for their roles as routers.  This forced them to keep these extremely
198    sensitive keys in memory unencrypted.
200    All of the information in extra-info documents used to be kept in the
201    main descriptors.
203 1.2. Document meta-format
205   Router descriptors, directories, and running-routers documents all obey the
206   following lightweight extensible information format.
208   The highest level object is a Document, which consists of one or more
209   Items.  Every Item begins with a KeywordLine, followed by zero or more
210   Objects. A KeywordLine begins with a Keyword, optionally followed by
211   whitespace and more non-newline characters, and ends with a newline.  A
212   Keyword is a sequence of one or more characters in the set [A-Za-z0-9-].
213   An Object is a block of encoded data in pseudo-Open-PGP-style
214   armor. (cf. RFC 2440)
216   More formally:
218     NL = The ascii LF character (hex value 0x0a).
219     Document ::= (Item | NL)+
220     Item ::= KeywordLine Object*
221     KeywordLine ::= Keyword NL | Keyword WS ArgumentChar+ NL
222     Keyword = KeywordChar+
223     KeywordChar ::= 'A' ... 'Z' | 'a' ... 'z' | '0' ... '9' | '-'
224     ArgumentChar ::= any printing ASCII character except NL.
225     WS = (SP | TAB)+
226     Object ::= BeginLine Base-64-encoded-data EndLine
227     BeginLine ::= "-----BEGIN " Keyword "-----" NL
228     EndLine ::= "-----END " Keyword "-----" NL
230     The BeginLine and EndLine of an Object must use the same keyword.
232   When interpreting a Document, software MUST ignore any KeywordLine that
233   starts with a keyword it doesn't recognize; future implementations MUST NOT
234   require current clients to understand any KeywordLine not currently
235   described.
237   Other implementations that want to extend Tor's directory format MAY
238   introduce their own items.  The keywords for extension items SHOULD start
239   with the characters "x-" or "X-", to guarantee that they will not conflict
240   with keywords used by future versions of Tor.
242   In our document descriptions below, we tag Items with a multiplicity in
243   brackets.  Possible tags are:
245     "At start, exactly once": These items MUST occur in every instance of
246       the document type, and MUST appear exactly once, and MUST be the
247       first item in their documents.
249     "Exactly once": These items MUST occur exactly one time in every
250       instance of the document type.
252     "At end, exactly once": These items MUST occur in every instance of
253       the document type, and MUST appear exactly once, and MUST be the
254       last item in their documents.
256     "At most once": These items MAY occur zero or one times in any
257       instance of the document type, but MUST NOT occur more than once.
259     "Any number": These items MAY occur zero, one, or more times in any
260       instance of the document type.
262     "Once or more": These items MUST occur at least once in any instance
263       of the document type, and MAY occur more.
265 1.3. Signing documents
267    Every signable document below is signed in a similar manner, using a
268    given "Initial Item", a final "Signature Item", a digest algorithm, and
269    a signing key.
271    The Initial Item must be the first item in the document.
273    The Signature Item has the following format:
275      <signature item keyword> [arguments] NL SIGNATURE NL
277    The "SIGNATURE" Object contains a signature (using the signing key) of
278    the PKCS1-padded digest of the entire document, taken from the
279    beginning of the Initial item, through the newline after the Signature
280    Item's keyword and its arguments.
282    Unless otherwise, the digest algorithm is SHA-1.
284    All documents are invalid unless signed with the correct signing key.
286    The "Digest" of a document, unless stated otherwise, is its digest *as
287    signed by this signature scheme*.
289 1.4. Voting timeline
291    Every consensus document has a "valid-after" (VA) time, a "fresh-until"
292    (FU) time and a "valid-until" (VU) time.  VA MUST precede FU, which MUST
293    in turn precede VU.  Times are chosen so that every consensus will be
294    "fresh" until the next consensus becomes valid, and "valid" for a while
295    after.  At least 3 consensuses should be valid at any given time.
297    The timeline for a given consensus is as follows:
299    VA-DistSeconds-VoteSeconds: The authorities exchange votes.
301    VA-DistSeconds-VoteSeconds/2: The authorities try to download any
302    votes they don't have.
304    VA-DistSeconds: The authorities calculate the consensus and exchange
305    signatures.
307    VA-DistSeconds/2: The authorities try to download any signatures
308    they don't have.
310    VA: All authorities have a multiply signed consensus.
312    VA ... FU: Caches download the consensus.  (Note that since caches have
313         no way of telling what VA and FU are until they have downloaded
314         the consensus, they assume that the present consensus's VA is
315         equal to the previous one's FU, and that its FU is one interval after
316         that.)
318    FU: The consensus is no longer the freshest consensus.
320    FU ... (the current consensus's VU): Clients download the consensus.
321         (See note above: clients guess that the next consensus's FU will be
322         two intervals after the current VA.)
324    VU: The consensus is no longer valid.
326    VoteSeconds and DistSeconds MUST each be at least 20 seconds; FU-VA and
327    VU-FU MUST each be at least 5 minutes.
329 2. Router operation and formats
331    ORs SHOULD generate a new router descriptor and a new extra-info
332    document whenever any of the following events have occurred:
334       - A period of time (18 hrs by default) has passed since the last
335         time a descriptor was generated.
337       - A descriptor field other than bandwidth or uptime has changed.
339       - Bandwidth has changed by a factor of 2 from the last time a
340         descriptor was generated, and at least a given interval of time
341         (20 mins by default) has passed since then.
343       - Its uptime has been reset (by restarting).
345       [XXX this list is incomplete; see router_differences_are_cosmetic()
346        in routerlist.c for others]
348    ORs SHOULD NOT publish a new router descriptor or extra-info document
349    if none of the above events have occurred and not much time has passed
350    (12 hours by default).
352    After generating a descriptor, ORs upload them to every directory
353    authority they know, by posting them (in order) to the URL
355       http://<hostname:port>/tor/
357 2.1. Router descriptor format
359    Router descriptors consist of the following items.  For backward
360    compatibility, there should be an extra NL at the end of each router
361    descriptor.
363    In lines that take multiple arguments, extra arguments SHOULD be
364    accepted and ignored.  Many of the nonterminals below are defined in
365    section 2.3.
367      "router" nickname address ORPort SOCKSPort DirPort NL
369        [At start, exactly once.]
371        Indicates the beginning of a router descriptor.  "nickname" must be a
372        valid router nickname as specified in 2.3.  "address" must be an IPv4
373        address in dotted-quad format.  The last three numbers indicate the
374        TCP ports at which this OR exposes functionality. ORPort is a port at
375        which this OR accepts TLS connections for the main OR protocol;
376        SOCKSPort is deprecated and should always be 0; and DirPort is the
377        port at which this OR accepts directory-related HTTP connections.  If
378        any port is not supported, the value 0 is given instead of a port
379        number.  (At least one of DirPort and ORPort SHOULD be set;
380        authorities MAY reject any descriptor with both DirPort and ORPort of
381        0.)
383     "bandwidth" bandwidth-avg bandwidth-burst bandwidth-observed NL
385        [Exactly once]
387        Estimated bandwidth for this router, in bytes per second.  The
388        "average" bandwidth is the volume per second that the OR is willing to
389        sustain over long periods; the "burst" bandwidth is the volume that
390        the OR is willing to sustain in very short intervals.  The "observed"
391        value is an estimate of the capacity this relay can handle.  The
392        relay remembers the max bandwidth sustained output over any ten
393        second period in the past day, and another sustained input.  The
394        "observed" value is the lesser of these two numbers.
396     "platform" string NL
398        [At most once]
400        A human-readable string describing the system on which this OR is
401        running.  This MAY include the operating system, and SHOULD include
402        the name and version of the software implementing the Tor protocol.
404     "published" YYYY-MM-DD HH:MM:SS NL
406        [Exactly once]
408        The time, in GMT, when this descriptor (and its corresponding
409        extra-info document if any)  was generated.
411     "fingerprint" fingerprint NL
413        [At most once]
415        A fingerprint (a HASH_LEN-byte of asn1 encoded public key, encoded in
416        hex, with a single space after every 4 characters) for this router's
417        identity key. A descriptor is considered invalid (and MUST be
418        rejected) if the fingerprint line does not match the public key.
420        [We didn't start parsing this line until Tor 0.1.0.6-rc; it should
421         be marked with "opt" until earlier versions of Tor are obsolete.]
423     "hibernating" bool NL
425        [At most once]
427        If the value is 1, then the Tor relay was hibernating when the
428        descriptor was published, and shouldn't be used to build circuits.
430        [We didn't start parsing this line until Tor 0.1.0.6-rc; it should be
431         marked with "opt" until earlier versions of Tor are obsolete.]
433     "uptime" number NL
435        [At most once]
437        The number of seconds that this OR process has been running.
439     "onion-key" NL a public key in PEM format
441        [Exactly once]
443        This key is used to encrypt EXTEND cells for this OR.  The key MUST be
444        accepted for at least 1 week after any new key is published in a
445        subsequent descriptor. It MUST be 1024 bits.
447     "signing-key" NL a public key in PEM format
449        [Exactly once]
451        The OR's long-term identity key.  It MUST be 1024 bits.
453     "accept" exitpattern NL
454     "reject" exitpattern NL
456        [Any number]
458        These lines describe an "exit policy": the rules that an OR follows
459        when deciding whether to allow a new stream to a given address.  The
460        'exitpattern' syntax is described below.  There MUST be at least one
461        such entry.  The rules are considered in order; if no rule matches,
462        the address will be accepted.  For clarity, the last such entry SHOULD
463        be accept *:* or reject *:*.
465     "router-signature" NL Signature NL
467        [At end, exactly once]
469        The "SIGNATURE" object contains a signature of the PKCS1-padded
470        hash of the entire router descriptor, taken from the beginning of the
471        "router" line, through the newline after the "router-signature" line.
472        The router descriptor is invalid unless the signature is performed
473        with the router's identity key.
475     "contact" info NL
477        [At most once]
479        Describes a way to contact the relay's administrator, preferably
480        including an email address and a PGP key fingerprint.
482     "family" names NL
484         [At most once]
486         'Names' is a space-separated list of relay nicknames or
487         hexdigests. If two ORs list one another in their "family" entries,
488         then OPs should treat them as a single OR for the purpose of path
489         selection.
491         For example, if node A's descriptor contains "family B", and node B's
492         descriptor contains "family A", then node A and node B should never
493         be used on the same circuit.
495     "read-history" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NUM,NUM,NUM,NUM,NUM... NL
496         [At most once]
497     "write-history" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NUM,NUM,NUM,NUM,NUM... NL
498         [At most once]
500         Declare how much bandwidth the OR has used recently. Usage is divided
501         into intervals of NSEC seconds.  The YYYY-MM-DD HH:MM:SS field
502         defines the end of the most recent interval.  The numbers are the
503         number of bytes used in the most recent intervals, ordered from
504         oldest to newest.
506         [We didn't start parsing these lines until Tor 0.1.0.6-rc; they should
507          be marked with "opt" until earlier versions of Tor are obsolete.]
509         [See also migration notes in section 2.2.1.]
511     "eventdns" bool NL
513         [At most once]
515         Declare whether this version of Tor is using the newer enhanced
516         dns logic.  Versions of Tor with this field set to false SHOULD NOT
517         be used for reverse hostname lookups.
519         [This option is obsolete.  All Tor current relays should be presumed
520          to have the evdns backend.]
522    "caches-extra-info" NL
524        [At most once.]
526        Present only if this router is a directory cache that provides
527        extra-info documents.
529        [Versions before 0.2.0.1-alpha don't recognize this]
531    "extra-info-digest" digest NL
533        [At most once]
535        "Digest" is a hex-encoded digest (using upper-case characters) of the
536        router's extra-info document, as signed in the router's extra-info
537        (that is, not including the signature).  (If this field is absent, the
538        router is not uploading a corresponding extra-info document.)
540        [Versions before 0.2.0.1-alpha don't recognize this]
542    "hidden-service-dir" *(SP VersionNum) NL
544        [At most once.]
546        Present only if this router stores and serves hidden service
547        descriptors. If any VersionNum(s) are specified, this router
548        supports those descriptor versions. If none are specified, it
549        defaults to version 2 descriptors.
551    "protocols" SP "Link" SP LINK-VERSION-LIST SP "Circuit" SP
552           CIRCUIT-VERSION-LIST NL
554        [At most once.]
556        Both lists are space-separated sequences of numbers, to indicate which
557        protocols the server supports.  As of 30 Mar 2008, specified
558        protocols are "Link 1 2 Circuit 1".  See section 4.1 of tor-spec.txt
559        for more information about link protocol versions.
561    "allow-single-hop-exits" NL
563        [At most once.]
565        Present only if the router allows single-hop circuits to make exit
566        connections.  Most Tor relays do not support this: this is
567        included for specialized controllers designed to support perspective
568        access and such.
570    "or-address" SP ADDRESS ":" PORTLIST NL
572        [Any number]
574        ADDRESS = IP6ADDR | IP4ADDR
575        IPV6ADDR = an ipv6 address, surrounded by square brackets.
576        IPV4ADDR = an ipv4 address, represented as a dotted quad.
577        PORTLIST = PORTSPEC | PORTSPEC "," PORTLIST
578        PORTSPEC = PORT
579        PORT = a number between 1 and 65535 inclusive.
581        An alternative for the address and ORPort of the "router" line, but with
582        two added capabilities:
584          * or-address can be either an IPv4 or IPv6 address
585          * or-address allows for multiple ORPorts and addresses
587        A descriptor SHOULD NOT include an or-address line that does nothing but
588        duplicate the address:port pair from its "router" line.
590        The ordering of or-address lines and their PORT entries matter because
591        Tor MAY accept a limited number of addresses or ports. As of Tor 0.2.3.x
592        only the first address and the first port are used.
594 2.2. Extra-info documents
596    Extra-info documents consist of the following items:
598     "extra-info" Nickname Fingerprint NL
599         [At start, exactly once.]
601         Identifies what router this is an extra info descriptor for.
602         Fingerprint is encoded in hex (using upper-case letters), with
603         no spaces.
605     "published" YYYY-MM-DD HH:MM:SS NL
607        [Exactly once.]
609        The time, in GMT, when this document (and its corresponding router
610        descriptor if any) was generated.  It MUST match the published time
611        in the corresponding router descriptor.
613     "read-history" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NUM,NUM,NUM,NUM,NUM... NL
614         [At most once.]
615     "write-history" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NUM,NUM,NUM,NUM,NUM... NL
616         [At most once.]
618         As documented in 2.1 above.  See migration notes in section 2.2.1.
620     "geoip-db-digest" Digest NL
621         [At most once.]
623         SHA1 digest of the GeoIP database file that is used to resolve IP
624         addresses to country codes.
626     ("geoip-start-time" YYYY-MM-DD HH:MM:SS NL)
627     ("geoip-client-origins" CC=N,CC=N,... NL)
629         Only generated by bridge routers (see blocking.pdf), and only
630         when they have been configured with a geoip database.
631         Non-bridges SHOULD NOT generate these fields.  Contains a list
632         of mappings from two-letter country codes (CC) to the number
633         of clients that have connected to that bridge from that
634         country (approximate, and rounded up to the nearest multiple of 8
635         in order to hamper traffic analysis).  A country is included
636         only if it has at least one address.  The time in
637         "geoip-start-time" is the time at which we began collecting geoip
638         statistics.
640         "geoip-start-time" and "geoip-client-origins" have been replaced by
641         "bridge-stats-end" and "bridge-stats-ips" in 0.2.2.4-alpha. The
642         reason is that the measurement interval with "geoip-stats" as
643         determined by subtracting "geoip-start-time" from "published" could
644         have had a variable length, whereas the measurement interval in
645         0.2.2.4-alpha and later is set to be exactly 24 hours long. In
646         order to clearly distinguish the new measurement intervals from
647         the old ones, the new keywords have been introduced.
649     "bridge-stats-end" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NL
650         [At most once.]
652         YYYY-MM-DD HH:MM:SS defines the end of the included measurement
653         interval of length NSEC seconds (86400 seconds by default).
655         A "bridge-stats-end" line, as well as any other "bridge-*" line,
656         is only added when the relay has been running as a bridge for at
657         least 24 hours.
659     "bridge-ips" CC=N,CC=N,... NL
660         [At most once.]
662         List of mappings from two-letter country codes to the number of
663         unique IP addresses that have connected from that country to the
664         bridge and which are no known relays, rounded up to the nearest
665         multiple of 8.
667     "dirreq-stats-end" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NL
668         [At most once.]
670         YYYY-MM-DD HH:MM:SS defines the end of the included measurement
671         interval of length NSEC seconds (86400 seconds by default).
673         A "dirreq-stats-end" line, as well as any other "dirreq-*" line,
674         is only added when the relay has opened its Dir port and after 24
675         hours of measuring directory requests.
677     "dirreq-v2-ips" CC=N,CC=N,... NL
678         [At most once.]
679     "dirreq-v3-ips" CC=N,CC=N,... NL
680         [At most once.]
682         List of mappings from two-letter country codes to the number of
683         unique IP addresses that have connected from that country to
684         request a v2/v3 network status, rounded up to the nearest multiple
685         of 8. Only those IP addresses are counted that the directory can
686         answer with a 200 OK status code.
688     "dirreq-v2-reqs" CC=N,CC=N,... NL
689         [At most once.]
690     "dirreq-v3-reqs" CC=N,CC=N,... NL
691         [At most once.]
693         List of mappings from two-letter country codes to the number of
694         requests for v2/v3 network statuses from that country, rounded up
695         to the nearest multiple of 8. Only those requests are counted that
696         the directory can answer with a 200 OK status code.
698     "dirreq-v2-share" num% NL
699         [At most once.]
700     "dirreq-v3-share" num% NL
701         [At most once.]
703         The share of v2/v3 network status requests that the directory
704         expects to receive from clients based on its advertised bandwidth
705         compared to the overall network bandwidth capacity. Shares are
706         formatted in percent with two decimal places. Shares are
707         calculated as means over the whole 24-hour interval.
709     "dirreq-v2-resp" status=num,... NL
710         [At most once.]
711     "dirreq-v3-resp" status=nul,... NL
712         [At most once.]
714         List of mappings from response statuses to the number of requests
715         for v2/v3 network statuses that were answered with that response
716         status, rounded up to the nearest multiple of 4. Only response
717         statuses with at least 1 response are reported. New response
718         statuses can be added at any time. The current list of response
719         statuses is as follows:
721         "ok": a network status request is answered; this number
722            corresponds to the sum of all requests as reported in
723            "dirreq-v2-reqs" or "dirreq-v3-reqs", respectively, before
724            rounding up.
725         "not-enough-sigs: a version 3 network status is not signed by a
726            sufficient number of requested authorities.
727         "unavailable": a requested network status object is unavailable.
728         "not-found": a requested network status is not found.
729         "not-modified": a network status has not been modified since the
730            If-Modified-Since time that is included in the request.
731         "busy": the directory is busy.
733     "dirreq-v2-direct-dl" key=val,... NL
734         [At most once.]
735     "dirreq-v3-direct-dl" key=val,... NL
736         [At most once.]
737     "dirreq-v2-tunneled-dl" key=val,... NL
738         [At most once.]
739     "dirreq-v3-tunneled-dl" key=val,... NL
740         [At most once.]
742         List of statistics about possible failures in the download process
743         of v2/v3 network statuses. Requests are either "direct"
744         HTTP-encoded requests over the relay's directory port, or
745         "tunneled" requests using a BEGIN_DIR cell over the relay's OR
746         port. The list of possible statistics can change, and statistics
747         can be left out from reporting. The current list of statistics is
748         as follows:
750         Successful downloads and failures:
752         "complete": a client has finished the download successfully.
753         "timeout": a download did not finish within 10 minutes after
754            starting to send the response.
755         "running": a download is still running at the end of the
756            measurement period for less than 10 minutes after starting to
757            send the response.
759         Download times:
761         "min", "max": smallest and largest measured bandwidth in B/s.
762         "d[1-4,6-9]": 1st to 4th and 6th to 9th decile of measured
763            bandwidth in B/s. For a given decile i, i/10 of all downloads
764            had a smaller bandwidth than di, and (10-i)/10 of all downloads
765            had a larger bandwidth than di.
766         "q[1,3]": 1st and 3rd quartile of measured bandwidth in B/s. One
767            fourth of all downloads had a smaller bandwidth than q1, one
768            fourth of all downloads had a larger bandwidth than q3, and the
769            remaining half of all downloads had a bandwidth between q1 and
770            q3.
771         "md": median of measured bandwidth in B/s. Half of the downloads
772            had a smaller bandwidth than md, the other half had a larger
773            bandwidth than md.
775     "dirreq-read-history" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NUM,NUM,NUM... NL
776         [At most once]
777     "dirreq-write-history" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NUM,NUM,NUM... NL
778         [At most once]
780         Declare how much bandwidth the OR has spent on answering directory
781         requests.  Usage is divided into intervals of NSEC seconds.  The
782         YYYY-MM-DD HH:MM:SS field defines the end of the most recent
783         interval.  The numbers are the number of bytes used in the most
784         recent intervals, ordered from oldest to newest.
786     "entry-stats-end" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NL
787         [At most once.]
789         YYYY-MM-DD HH:MM:SS defines the end of the included measurement
790         interval of length NSEC seconds (86400 seconds by default).
792         An "entry-stats-end" line, as well as any other "entry-*"
793         line, is first added after the relay has been running for at least
794         24 hours.
796     "entry-ips" CC=N,CC=N,... NL
797         [At most once.]
799         List of mappings from two-letter country codes to the number of
800         unique IP addresses that have connected from that country to the
801         relay and which are no known other relays, rounded up to the
802         nearest multiple of 8.
804     "cell-stats-end" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NL
805         [At most once.]
807         YYYY-MM-DD HH:MM:SS defines the end of the included measurement
808         interval of length NSEC seconds (86400 seconds by default).
810         A "cell-stats-end" line, as well as any other "cell-*" line,
811         is first added after the relay has been running for at least 24
812         hours.
814     "cell-processed-cells" num,...,num NL
815         [At most once.]
817         Mean number of processed cells per circuit, subdivided into
818         deciles of circuits by the number of cells they have processed in
819         descending order from loudest to quietest circuits.
821     "cell-queued-cells" num,...,num NL
822         [At most once.]
824         Mean number of cells contained in queues by circuit decile. These
825         means are calculated by 1) determining the mean number of cells in
826         a single circuit between its creation and its termination and 2)
827         calculating the mean for all circuits in a given decile as
828         determined in "cell-processed-cells". Numbers have a precision of
829         two decimal places.
831     "cell-time-in-queue" num,...,num NL
832         [At most once.]
834         Mean time cells spend in circuit queues in milliseconds. Times are
835         calculated by 1) determining the mean time cells spend in the
836         queue of a single circuit and 2) calculating the mean for all
837         circuits in a given decile as determined in
838         "cell-processed-cells".
840     "cell-circuits-per-decile" num NL
841         [At most once.]
843         Mean number of circuits that are included in any of the deciles,
844         rounded up to the next integer.
846     "conn-bi-direct" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) BELOW,READ,WRITE,BOTH NL
847         [At most once]
849         Number of connections, split into 10-second intervals, that are
850         used uni-directionally or bi-directionally as observed in the NSEC
851         seconds (usually 86400 seconds) before YYYY-MM-DD HH:MM:SS.  Every
852         10 seconds, we determine for every connection whether we read and
853         wrote less than a threshold of 20 KiB (BELOW), read at least 10
854         times more than we wrote (READ), wrote at least 10 times more than
855         we read (WRITE), or read and wrote more than the threshold, but
856         not 10 times more in either direction (BOTH).  After classifying a
857         connection, read and write counters are reset for the next
858         10-second interval.
860     "exit-stats-end" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NL
861         [At most once.]
863         YYYY-MM-DD HH:MM:SS defines the end of the included measurement
864         interval of length NSEC seconds (86400 seconds by default).
866         An "exit-stats-end" line, as well as any other "exit-*" line, is
867         first added after the relay has been running for at least 24 hours
868         and only if the relay permits exiting (where exiting to a single
869         port and IP address is sufficient).
871     "exit-kibibytes-written" port=N,port=N,... NL
872         [At most once.]
873     "exit-kibibytes-read" port=N,port=N,... NL
874         [At most once.]
876         List of mappings from ports to the number of kibibytes that the
877         relay has written to or read from exit connections to that port,
878         rounded up to the next full kibibyte.  Relays may limit the
879         number of listed ports and subsume any remaining kibibytes under
880         port "other".
882     "exit-streams-opened" port=N,port=N,... NL
883         [At most once.]
885         List of mappings from ports to the number of opened exit streams
886         to that port, rounded up to the nearest multiple of 4.  Relays may
887         limit the number of listed ports and subsume any remaining opened
888         streams under port "other".
890     "transport" transportname address:port [arglist] NL
891         [Any number.]
893         Signals that the router supports the 'transportname' pluggable
894         transport in IP address 'address' and TCP port 'port'.
896     "router-signature" NL Signature NL
897         [At end, exactly once.]
899         A document signature as documented in section 1.3, using the
900         initial item "extra-info" and the final item "router-signature",
901         signed with the router's identity key.
903 2.2.1. Moving history fields to extra-info documents.
905    Tools that want to use the read-history and write-history values SHOULD
906    download extra-info documents as well as router descriptors.  Such
907    tools SHOULD accept history values from both sources; if they appear in
908    both documents, the values in the extra-info documents are authoritative.
910    New versions of Tor no longer generate router descriptors
911    containing read-history or write-history.  Tools should continue to
912    accept read-history and write-history values in router descriptors
913    produced by older versions of Tor until all Tor versions earlier
914    than 0.2.0.x are obsolete.
916 2.3. Nonterminals in router descriptors
918    nickname ::= between 1 and 19 alphanumeric characters ([A-Za-z0-9]),
919       case-insensitive.
920    hexdigest ::= a '$', followed by 40 hexadecimal characters
921       ([A-Fa-f0-9]). [Represents a relay by the digest of its identity
922       key.]
924    exitpattern ::= addrspec ":" portspec
925    portspec ::= "*" | port | port "-" port
926    port ::= an integer between 1 and 65535, inclusive.
928       [Some implementations incorrectly generate ports with value 0.
929        Implementations SHOULD accept this, and SHOULD NOT generate it.
930        Connections to port 0 are never permitted.]
932    addrspec ::= "*" | ip4spec | ip6spec
933    ipv4spec ::= ip4 | ip4 "/" num_ip4_bits | ip4 "/" ip4mask
934    ip4 ::= an IPv4 address in dotted-quad format
935    ip4mask ::= an IPv4 mask in dotted-quad format
936    num_ip4_bits ::= an integer between 0 and 32
937    ip6spec ::= ip6 | ip6 "/" num_ip6_bits
938    ip6 ::= an IPv6 address, surrounded by square brackets.
939    num_ip6_bits ::= an integer between 0 and 128
941    bool ::= "0" | "1"
943 3. Formats produced by directory authorities.
945    Every authority has two keys used in this protocol: a signing key, and
946    an authority identity key.  (Authorities also have a router identity
947    key used in their role as a router and by earlier versions of the
948    directory protocol.)  The identity key is used from time to time to
949    sign new key certificates using new signing keys; it is very sensitive.
950    The signing key is used to sign key certificates and status documents.
952    There are three kinds of documents generated by directory authorities:
954      Key certificates
955      Status votes
956      Status consensuses
958    Each is discussed below.
960 3.1. Key certificates
962    Key certificates consist of the following items:
964     "dir-key-certificate-version" version NL
966         [At start, exactly once.]
968         Determines the version of the key certificate.  MUST be "3" for
969         the protocol described in this document.  Implementations MUST
970         reject formats they don't understand.
972     "dir-address" IPPort NL
973         [At most once]
975         An IP:Port for this authority's directory port.
977     "fingerprint" fingerprint NL
979         [Exactly once.]
981         Hexadecimal encoding without spaces based on the authority's
982         identity key.
984     "dir-identity-key" NL a public key in PEM format
986         [Exactly once.]
988         The long-term authority identity key for this authority.  This key
989         SHOULD be at least 2048 bits long; it MUST NOT be shorter than
990         1024 bits.
992     "dir-key-published" YYYY-MM-DD HH:MM:SS NL
994         [Exactly once.]
996         The time (in GMT) when this document and corresponding key were
997         last generated.
999     "dir-key-expires" YYYY-MM-DD HH:MM:SS NL
1001         [Exactly once.]
1003         A time (in GMT) after which this key is no longer valid.
1005     "dir-signing-key" NL a key in PEM format
1007         [Exactly once.]
1009         The directory server's public signing key.  This key MUST be at
1010         least 1024 bits, and MAY be longer.
1012     "dir-key-crosscert" NL CrossSignature NL
1014         [At most once.]
1016         NOTE: Authorities MUST include this field in all newly generated
1017         certificates.  A future version of this specification will make
1018         the field required.
1020         CrossSignature is a signature, made using the certificate's signing
1021         key, of the digest of the PKCS1-padded hash of the certificate's
1022         identity key.  For backward compatibility with broken versions of the
1023         parser, we wrap the base64-encoded signature in -----BEGIN ID
1024         SIGNATURE---- and -----END ID SIGNATURE----- tags.  Implementations
1025         MUST allow the "ID " portion to be omitted, however.
1027         When encountering a certificate with a dir-key-crosscert entry,
1028         implementations MUST verify that the signature is a correct signature
1029         of the hash of the identity key using the signing key.
1031     "dir-key-certification" NL Signature NL
1033         [At end, exactly once.]
1035         A document signature as documented in section 1.3, using the
1036         initial item "dir-key-certificate-version" and the final item
1037         "dir-key-certification", signed with the authority identity key.
1039    Authorities MUST generate a new signing key and corresponding
1040    certificate before the key expires.
1042 3.2. Microdescriptors
1044    Microdescriptors are a stripped-down version of router descriptors
1045    generated by the directory authorities which may additionally contain
1046    authority-generated information.  Microdescriptors contain only the
1047    most relevant parts that clients care about.  Microdescriptors are
1048    expected to be relatively static and only change about once per week.
1049    Microdescriptors do not contain any information that clients need to
1050    use to decide which servers to fetch information about, or which
1051    servers to fetch information from.
1053    Microdescriptors are a straight transform from the router descriptor
1054    and the consensus method.  Microdescriptors have no header or footer.
1055    Microdescriptors are identified by the hash of its concatenated
1056    elements without a signature by the router.  Microdescriptors do not
1057    contain any version information, because their version is determined
1058    by the consensus method.
1060 3.2.1. Microdescriptors in consensus method 8 or later
1062    Starting with consensus method 8, microdescriptors contain the
1063    following elements taken from or based on the router descriptor.  Order
1064    matters here, because different directory authorities must be able to
1065    transform a given router descriptor and consensus method into the exact
1066    same microdescriptor.
1068      "onion-key" NL a public key in PEM format
1070         [Exactly once, at start]
1072         The "onion-key" element as specified in 2.1.
1074      "family" names NL
1076         [At most once]
1078         The "family" element as specified in 2.1.
1080      "p" SP ("accept" / "reject") SP PortList NL
1082         [At most once]
1084         The exit-policy summary as specified in 3.3 and 3.5.2.  A missing
1085         "p" line is equivalent to "p reject 1-65535".
1087         [With microdescriptors, clients don't learn exact exit policies:
1088         clients can only guess whether a relay accepts their request, try the
1089         BEGIN request, and might get end-reason-exit-policy if they guessed
1090         wrong, in which case they'll have to try elsewhere.]
1092    (Note that with microdescriptors, clients do not learn the identity of
1093    their routers: they only learn a hash of the identity key.  This is all
1094    they need to confirm the actual identity key when doing a TLS handshake,
1095    and all they need to put the identity key digest in their cREATE cells.)
1097 3.3. Vote and consensus status documents
1099    Votes and consensuses are more strictly formatted then other documents
1100    in this specification, since different authorities must be able to
1101    generate exactly the same consensus given the same set of votes.
1103    The procedure for deciding when to generate vote and consensus status
1104    documents are described in section 1.4 on the voting timeline.
1106    Status documents contain a preamble, an authority section, a list of
1107    router status entries, and one or more footer signature, in that order.
1109    Unlike other formats described above, a SP in these documents must be a
1110    single space character (hex 20).
1112    Some items appear only in votes, and some items appear only in
1113    consensuses.  Unless specified, items occur in both.
1115    The preamble contains the following items.  They MUST occur in the
1116    order given here:
1118     "network-status-version" SP version NL.
1120         [At start, exactly once.]
1122         A document format version.  For this specification, the version is
1123         "3".
1125     "vote-status" SP type NL
1127         [Exactly once.]
1129         The status MUST be "vote" or "consensus", depending on the type of
1130         the document.
1132     "consensus-methods" SP IntegerList NL
1134         [At most once for votes; does not occur in consensuses.]
1136         A space-separated list of supported methods for generating
1137         consensuses from votes.  See section 3.5.1 for details.  Method "1"
1138         MUST be included.
1140     "consensus-method" SP Integer NL
1142         [At most once for consensuses; does not occur in votes.]
1144         See section 3.5.1 for details.
1146         (Only included when the vote is generated with consensus-method 2 or
1147         later.)
1149     "published" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
1151         [Exactly once for votes; does not occur in consensuses.]
1153         The publication time for this status document (if a vote).
1155     "valid-after" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
1157         [Exactly once.]
1159         The start of the Interval for this vote.  Before this time, the
1160         consensus document produced from this vote should not be used.
1161         See 1.4 for voting timeline information.
1163     "fresh-until" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
1165         [Exactly once.]
1167         The time at which the next consensus should be produced; before this
1168         time, there is no point in downloading another consensus, since there
1169         won't be a new one.  See 1.4 for voting timeline information.
1171     "valid-until" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
1173         [Exactly once.]
1175         The end of the Interval for this vote.  After this time, the
1176         consensus produced by this vote should not be used.  See 1.4 for
1177         voting timeline information.
1179     "voting-delay" SP VoteSeconds SP DistSeconds NL
1181         [Exactly once.]
1183         VoteSeconds is the number of seconds that we will allow to collect
1184         votes from all authorities; DistSeconds is the number of seconds
1185         we'll allow to collect signatures from all authorities. See 1.4 for
1186         voting timeline information.
1188     "client-versions" SP VersionList NL
1190         [At most once.]
1192         A comma-separated list of recommended Tor versions for client
1193         usage, in ascending order. The versions are given as defined by
1194         version-spec.txt. If absent, no opinion is held about client
1195         versions.
1197     "server-versions" SP VersionList NL
1199         [At most once.]
1201         A comma-separated list of recommended Tor versions for relay
1202         usage, in ascending order. The versions are given as defined by
1203         version-spec.txt. If absent, no opinion is held about server
1204         versions.
1206     "known-flags" SP FlagList NL
1208         [Exactly once.]
1210         A space-separated list of all of the flags that this document
1211         might contain.  A flag is "known" either because the authority
1212         knows about them and might set them (if in a vote), or because
1213         enough votes were counted for the consensus for an authoritative
1214         opinion to have been formed about their status.
1216     "params" SP [Parameters] NL
1218         [At most once]
1220         Parameter ::= Keyword '=' Int32
1221         Int32 ::= A decimal integer between -2147483648 and 2147483647.
1222         Parameters ::= Parameter | Parameters SP Parameter
1224         The parameters list, if present, contains a space-separated list of
1225         case-sensitive key-value pairs, sorted in lexical order by their
1226         keyword (as ASCII byte strings). Each parameter has its own meaning.
1228         (Only included when the vote is generated with consensus-method 7 or
1229         later.)
1231         Commonly used "param" arguments at this point include:
1233         "circwindow" -- the default package window that circuits should
1234         be established with. It started out at 1000 cells, but some
1235         research indicates that a lower value would mean fewer cells in
1236         transit in the network at any given time. Obeyed by Tor 0.2.1.20
1237         and later.
1238         Min: 100, Max: 1000
1240         "CircuitPriorityHalflifeMsec" -- the halflife parameter used when
1241         weighting which circuit will send the next cell. Obeyed by Tor
1242         0.2.2.10-alpha and later.  (Versions of Tor between 0.2.2.7-alpha
1243         and 0.2.2.10-alpha recognized a "CircPriorityHalflifeMsec" parameter,
1244         but mishandled it badly.)
1245         Min: -1, Max: 2147483647 (INT32_MAX)
1247         "perconnbwrate" and "perconnbwburst" -- if set, each relay sets
1248         up a separate token bucket for every client OR connection,
1249         and rate limits that connection indepedently. Typically left
1250         unset, except when used for performance experiments around trac
1251         entry 1750. Only honored by relays running Tor 0.2.2.16-alpha
1252         and later. (Note that relays running 0.2.2.7-alpha through
1253         0.2.2.14-alpha looked for bwconnrate and bwconnburst, but then
1254         did the wrong thing with them; see bug 1830 for details.)
1255         Min: 1, Max: 2147483647 (INT32_MAX)
1257         "refuseunknownexits" -- if set to one, exit relays look at
1258         the previous hop of circuits that ask to open an exit stream,
1259         and refuse to exit if they don't recognize it as a relay. The
1260         goal is to make it harder for people to use them as one-hop
1261         proxies. See trac entry 1751 for details.
1262         Min: 0, Max: 1
1264         "cbtdisabled", "cbtnummodes", "cbtrecentcount", "cbtmaxtimeouts",
1265         "cbtmincircs", "cbtquantile", "cbtclosequantile", "cbttestfreq",
1266         "cbtmintimeout", and "cbtinitialtimeout" -- see "2.4.5. Consensus
1267         parameters governing behavior" in path-spec.txt for a series of
1268         circuit build time related consensus params.
1270         "UseOptimisticData" -- If set to zero, clients by default
1271         shouldn't try to send optimistic data to servers until they have
1272         received a RELAY_CONNECTED cell.
1273         Min: 0, Max: 1
1275    The authority section of a vote contains the following items, followed
1276    in turn by the authority's current key certificate:
1278     "dir-source" SP nickname SP identity SP address SP IP SP dirport SP
1279        orport NL
1281         [Exactly once, at start]
1283         Describes this authority.  The nickname is a convenient identifier
1284         for the authority.  The identity is an uppercase hex fingerprint of
1285         the authority's current (v3 authority) identity key.  The address is
1286         the server's hostname.  The IP is the server's current IP address,
1287         and dirport is its current directory port. XXXXorport
1289     "contact" SP string NL
1291         [Exactly once.]
1293         An arbitrary string describing how to contact the directory
1294         server's administrator.  Administrators should include at least an
1295         email address and a PGP fingerprint.
1297     "legacy-dir-key" SP FINGERPRINT NL
1299         [At most once]
1301         Lists a fingerprint for an obsolete _identity_ key still used
1302         by this authority to keep older clients working.  This option
1303         is used to keep key around for a little while in case the
1304         authorities need to migrate many identity keys at once.
1305         (Generally, this would only happen because of a security
1306         vulnerability that affected multiple authorities, like the
1307         Debian OpenSSL RNG bug of May 2008.)
1309    The authority section of a consensus contains groups the following items,
1310    in the order given, with one group for each authority that contributed to
1311    the consensus, with groups sorted by authority identity digest:
1313     "dir-source" SP nickname SP identity SP address SP IP SP dirport SP
1314        orport NL
1316         [Exactly once, at start]
1318         As in the authority section of a vote.
1320     "contact" SP string NL
1322         [Exactly once.]
1324         As in the authority section of a vote.
1326     "vote-digest" SP digest NL
1328         [Exactly once.]
1330         A digest of the vote from the authority that contributed to this
1331         consensus, as signed (that is, not including the signature).
1332         (Hex, upper-case.)
1334    Each router status entry contains the following items.  Router status
1335    entries are sorted in ascending order by identity digest.
1337     "r" SP nickname SP identity SP digest SP publication SP IP SP ORPort
1338         SP DirPort NL
1340         [At start, exactly once.]
1342         "Nickname" is the OR's nickname.  "Identity" is a hash of its
1343         identity key, encoded in base64, with trailing equals sign(s)
1344         removed.  "Digest" is a hash of its most recent descriptor as
1345         signed (that is, not including the signature), encoded in base64.
1346         "Publication" is the
1347         publication time of its most recent descriptor, in the form
1348         YYYY-MM-DD HH:MM:SS, in GMT.  "IP" is its current IP address;
1349         ORPort is its current OR port, "DirPort" is its current directory
1350         port, or "0" for "none".
1352     "s" SP Flags NL
1354         [Exactly once.]
1356         A series of space-separated status flags, in lexical order (as ASCII
1357         byte strings).  Currently documented flags are:
1359           "Authority" if the router is a directory authority.
1360           "BadExit" if the router is believed to be useless as an exit node
1361              (because its ISP censors it, because it is behind a restrictive
1362              proxy, or for some similar reason).
1363           "BadDirectory" if the router is believed to be useless as a
1364              directory cache (because its directory port isn't working,
1365              its bandwidth is always throttled, or for some similar
1366              reason).
1367           "Exit" if the router is more useful for building
1368              general-purpose exit circuits than for relay circuits.  The
1369              path building algorithm uses this flag; see path-spec.txt.
1370           "Fast" if the router is suitable for high-bandwidth circuits.
1371           "Guard" if the router is suitable for use as an entry guard.
1372           "HSDir" if the router is considered a v2 hidden service directory.
1373           "Named" if the router's identity-nickname mapping is canonical,
1374              and this authority binds names.
1375           "Stable" if the router is suitable for long-lived circuits.
1376           "Running" if the router is currently usable.
1377           "Unnamed" if another router has bound the name used by this
1378              router, and this authority binds names.
1379           "Valid" if the router has been 'validated'.
1380           "V2Dir" if the router implements the v2 directory protocol.
1381           "V3Dir" if the router implements this protocol.
1383     "v" SP version NL
1385         [At most once.]
1387         The version of the Tor protocol that this relay is running.  If
1388         the value begins with "Tor" SP, the rest of the string is a Tor
1389         version number, and the protocol is "The Tor protocol as supported
1390         by the given version of Tor."  Otherwise, if the value begins with
1391         some other string, Tor has upgraded to a more sophisticated
1392         protocol versioning system, and the protocol is "a version of the
1393         Tor protocol more recent than any we recognize."
1395         Directory authorities SHOULD omit version strings they receive from
1396         descriptors if they would cause "v" lines to be over 128 characters
1397         long.
1399     "w" SP "Bandwidth=" INT [SP "Measured=" INT] NL
1401         [At most once.]
1403         An estimate of the bandwidth of this relay, in an arbitrary
1404         unit (currently kilobytes per second).  Used to weight router
1405         selection.
1407         Additionally, the Measured= keyword is present in votes by
1408         participating bandwidth measurement authorities to indicate
1409         a measured bandwidth currently produced by measuring stream
1410         capacities.
1412         Other weighting keywords may be added later.
1413         Clients MUST ignore keywords they do not recognize.
1415     "p" SP ("accept" / "reject") SP PortList NL
1417         [At most once.]
1419         PortList = PortOrRange
1420         PortList = PortList "," PortOrRange
1421         PortOrRange = INT "-" INT / INT
1423         A list of those ports that this router supports (if 'accept')
1424         or does not support (if 'reject') for exit to "most
1425         addresses".
1427      "m" SP methods 1*(SP algorithm "=" digest) NL
1429         [Any number, only in votes.]
1431         Microdescriptor hashes for all consensus methods that an authority
1432         supports and that use the same microdescriptor format.  "methods"
1433         is a comma-separated list of the consensus methods that the
1434         authority believes will produce "digest".  "algorithm" is the name
1435         of the hash algorithm producing "digest", which can be "sha256" or
1436         something else, depending on the consensus "methods" supporting
1437         this algorithm.  "digest" is the base64 encoding of the hash of
1438         the router's microdescriptor with trailing =s omitted.
1440    The footer section is delineated in all votes and consensuses supporting
1441    consensus method 9 and above with the following:
1443     "directory-footer" NL
1445    It contains two subsections, a bandwidths-weights line and a
1446    directory-signature.
1448    The bandwidths-weights line appears At Most Once for a consensus. It does
1449    not appear in votes.
1451     "bandwidth-weights" SP
1452        "Wbd=" INT SP "Wbe=" INT SP "Wbg=" INT SP "Wbm=" INT SP
1453        "Wdb=" INT SP
1454        "Web=" INT SP "Wed=" INT SP "Wee=" INT SP "Weg=" INT SP "Wem=" INT SP
1455        "Wgb=" INT SP "Wgd=" INT SP "Wgg=" INT SP "Wgm=" INT SP
1456        "Wmb=" INT SP "Wmd=" INT SP "Wme=" INT SP "Wmg=" INT SP "Wmm=" INT NL
1458        These values represent the weights to apply to router bandwidths
1459        during path selection. They are sorted in lexical order (as ASCII byte
1460        strings). The integer values are divided by BW_WEIGHT_SCALE=10000 or
1461        the consensus param "bwweightscale". They are:
1463          Wgg - Weight for Guard-flagged nodes in the guard position
1464          Wgm - Weight for non-flagged nodes in the guard Position
1465          Wgd - Weight for Guard+Exit-flagged nodes in the guard Position
1467          Wmg - Weight for Guard-flagged nodes in the middle Position
1468          Wmm - Weight for non-flagged nodes in the middle Position
1469          Wme - Weight for Exit-flagged nodes in the middle Position
1470          Wmd - Weight for Guard+Exit flagged nodes in the middle Position
1472          Weg - Weight for Guard flagged nodes in the exit Position
1473          Wem - Weight for non-flagged nodes in the exit Position
1474          Wee - Weight for Exit-flagged nodes in the exit Position
1475          Wed - Weight for Guard+Exit-flagged nodes in the exit Position
1477          Wgb - Weight for BEGIN_DIR-supporting Guard-flagged nodes
1478          Wmb - Weight for BEGIN_DIR-supporting non-flagged nodes
1479          Web - Weight for BEGIN_DIR-supporting Exit-flagged nodes
1480          Wdb - Weight for BEGIN_DIR-supporting Guard+Exit-flagged nodes
1482          Wbg - Weight for Guard flagged nodes for BEGIN_DIR requests
1483          Wbm - Weight for non-flagged nodes for BEGIN_DIR requests
1484          Wbe - Weight for Exit-flagged nodes for BEGIN_DIR requests
1485          Wbd - Weight for Guard+Exit-flagged nodes for BEGIN_DIR requests
1487        These values are calculated as specified in Section 3.5.3.
1489    The signature contains the following item, which appears Exactly Once
1490    for a vote, and At Least Once for a consensus.
1492     "directory-signature" SP identity SP signing-key-digest NL Signature
1494         This is a signature of the status document, with the initial item
1495         "network-status-version", and the signature item
1496         "directory-signature", using the signing key.  (In this case, we take
1497         the hash through the _space_ after directory-signature, not the
1498         newline: this ensures that all authorities sign the same thing.)
1499         "identity" is the hex-encoded digest of the authority identity key of
1500         the signing authority, and "signing-key-digest" is the hex-encoded
1501         digest of the current authority signing key of the signing authority.
1503 3.4. Assigning flags in a vote
1505    (This section describes how directory authorities choose which status
1506    flags to apply to routers, as of Tor 0.2.0.0-alpha-dev. Later directory
1507    authorities MAY do things differently, so long as clients keep working
1508    well.  Clients MUST NOT depend on the exact behaviors in this section.)
1510    In the below definitions, a router is considered "active" if it is
1511    running, valid, and not hibernating.
1513    "Valid" -- a router is 'Valid' if it is running a version of Tor not
1514    known to be broken, and the directory authority has not blacklisted
1515    it as suspicious.
1517    "Named" -- Directory authority administrators may decide to support name
1518    binding.  If they do, then they must maintain a file of
1519    nickname-to-identity-key mappings, and try to keep this file consistent
1520    with other directory authorities.  If they don't, they act as clients, and
1521    report bindings made by other directory authorities (name X is bound to
1522    identity Y if at least one binding directory lists it, and no directory
1523    binds X to some other Y'.)  A router is called 'Named' if the router
1524    believes the given name should be bound to the given key.
1526         Two strategies exist on the current network for deciding on
1527         values for the Named flag.  In the original version, relay
1528         operators were asked to send nickname-identity pairs to a
1529         mailing list of Naming directory authorities' operators.  The
1530         operators were then supposed to add the pairs to their
1531         mapping files; in practice, they didn't get to this often.
1533         Newer Naming authorities run a script that registers routers
1534         in their mapping files once the routers have been online at
1535         least two weeks, no other router has that nickname, and no
1536         other router has wanted the nickname for a month.  If a router
1537         has not been online for six months, the router is removed.
1539    "Unnamed" -- Directory authorities that support naming should vote for a
1540    router to be 'Unnamed' if its given nickname is mapped to a different
1541    identity.
1543    "Running" -- A router is 'Running' if the authority managed to connect to
1544    it successfully within the last 45 minutes.
1546    "Stable" -- A router is 'Stable' if it is active, and either its Weighted
1547    MTBF is at least the median for known active routers or its Weighted MTBF
1548    corresponds to at least 7 days. Routers are never called Stable if they are
1549    running a version of Tor known to drop circuits stupidly.  (0.1.1.10-alpha
1550    through 0.1.1.16-rc are stupid this way.)
1552         To calculate weighted MTBF, compute the weighted mean of the lengths
1553         of all intervals when the router was observed to be up, weighting
1554         intervals by $\alpha^n$, where $n$ is the amount of time that has
1555         passed since the interval ended, and $\alpha$ is chosen so that
1556         measurements over approximately one month old no longer influence the
1557         weighted MTBF much.
1559         [XXXX what happens when we have less than 4 days of MTBF info.]
1561    "Exit" -- A router is called an 'Exit' iff it allows exits to at
1562    least two of the ports 80, 443, and 6667 and allows exits to at
1563    least one /8 address space.
1565    "Fast" -- A router is 'Fast' if it is active, and its bandwidth is
1566    either in the top 7/8ths for known active routers or at least some
1567    minimum (20KB/s until 0.2.3.7-alpha, and 100KB/s after that).
1569    "Guard" -- A router is a possible 'Guard' if its Weighted Fractional
1570    Uptime is at least the median for "familiar" active routers, and if
1571    its bandwidth is at least median or at least 250KB/s.
1573         To calculate weighted fractional uptime, compute the fraction
1574         of time that the router is up in any given day, weighting so that
1575         downtime and uptime in the past counts less.
1577         A node is 'familiar' if 1/8 of all active nodes have appeared more
1578         recently than it, OR it has been around for a few weeks.
1580    "Authority" -- A router is called an 'Authority' if the authority
1581    generating the network-status document believes it is an authority.
1583    "V2Dir" -- A router supports the v2 directory protocol if it has an open
1584    directory port, and it is running a version of the directory protocol that
1585    supports the functionality clients need.  (Currently, this is
1586    0.1.1.9-alpha or later.)
1588    "V3Dir" -- A router supports the v3 directory protocol if it has an open
1589    directory port, and it is running a version of the directory protocol that
1590    supports the functionality clients need.  (Currently, this is
1591    0.2.0.?????-alpha or later.)
1593    "HSDir" -- A router is a v2 hidden service directory if it stores and
1594    serves v2 hidden service descriptors and the authority managed to connect
1595    to it successfully within the last 24 hours.
1597    Directory server administrators may label some relays or IPs as
1598    blacklisted, and elect not to include them in their network-status lists.
1600    Authorities SHOULD 'disable' any relays in excess of 3 on any single IP.
1601    When there are more than 3 to choose from, authorities should first prefer
1602    authorities to non-authorities, then prefer Running to non-Running, and
1603    then prefer high-bandwidth to low-bandwidth.  To 'disable' a relay, the
1604    authority *should* advertise it without the Running or Valid flag.
1606    Thus, the network-status vote includes all non-blacklisted,
1607    non-expired, non-superseded descriptors.
1609    The bandwidth in a "w" line should be taken as the best estimate
1610    of the router's actual capacity that the authority has.  For now,
1611    this should be the lesser of the observed bandwidth and bandwidth
1612    rate limit from the router descriptor.  It is given in kilobytes
1613    per second, and capped at some arbitrary value (currently 10 MB/s).
1615    The Measured= keyword on a "w" line vote is currently computed
1616    by multiplying the previous published consensus bandwidth by the
1617    ratio of the measured average node stream capacity to the network
1618    average. If 3 or more authorities provide a Measured= keyword for
1619    a router, the authorities produce a consensus containing a "w"
1620    Bandwidth= keyword equal to the median of the Measured= votes.
1622    The ports listed in a "p" line should be taken as those ports for
1623    which the router's exit policy permits 'most' addresses, ignoring any
1624    accept not for all addresses, ignoring all rejects for private
1625    netblocks.  "Most" addresses are permitted if no more than 2^25
1626    IPv4 addresses (two /8 networks) were blocked.  The list is encoded
1627    as described in 3.5.2.
1629 3.5. Computing a consensus from a set of votes
1631    Given a set of votes, authorities compute the contents of the consensus
1632    document as follows:
1634      The "valid-after", "valid-until", and "fresh-until" times are taken as
1635      the median of the respective values from all the votes.
1637      The times in the "voting-delay" line are taken as the median of the
1638      VoteSeconds and DistSeconds times in the votes.
1640      Known-flags is the union of all flags known by any voter.
1642      Entries are given on the "params" line for every keyword on which a
1643      majority of authorities (total authorities, not just those
1644      participating in this vote) voted on, or if at least three
1645      authorities voted for that parameter. The values given are the
1646      low-median of all votes on that keyword.
1648      Consensus methods 11 and before, entries are given on the "params"
1649      line for every keyword on which any authority voted, the value given
1650      being the low-median of all votes on that keyword.
1652     "client-versions" and "server-versions" are sorted in ascending
1653      order; A version is recommended in the consensus if it is recommended
1654      by more than half of the voting authorities that included a
1655      client-versions or server-versions lines in their votes.
1657      The authority item groups (dir-source, contact, fingerprint,
1658      vote-digest) are taken from the votes of the voting
1659      authorities. These groups are sorted by the digests of the
1660      authorities identity keys, in ascending order.  If the consensus
1661      method is 3 or later, a dir-source line must be included for
1662      every vote with legacy-key entry, using the legacy-key's
1663      fingerprint, the voter's ordinary nickname with the string
1664      "-legacy" appended, and all other fields as from the original
1665      vote's dir-source line.
1667      A router status entry:
1668         * is included in the result if some router status entry with the same
1669           identity is included by more than half of the authorities (total
1670           authorities, not just those whose votes we have).
1672         * For any given identity, we include at most one router status entry.
1674         * A router entry has a flag set if that is included by more than half
1675           of the authorities who care about that flag.
1677         * Two router entries are "the same" if they have the same
1678           <descriptor digest, published time, nickname, IP, ports> tuple.
1679           We choose the tuple for a given router as whichever tuple appears
1680           for that router in the most votes.  We break ties first in favor of
1681           the more recently published, then in favor of smaller server
1682           descriptor digest.
1684         * The Named flag appears if it is included for this routerstatus by
1685           _any_ authority, and if all authorities that list it list the same
1686           nickname. However, if consensus-method 2 or later is in use, and
1687           any authority calls this identity/nickname pair Unnamed, then
1688           this routerstatus does not get the Named flag.
1690         * If consensus-method 2 or later is in use, the Unnamed flag is
1691           set for a routerstatus if any authorities have voted for a different
1692           identities to be Named with that nickname, or if any authority
1693           lists that nickname/ID pair as Unnamed.
1695           (With consensus-method 1, Unnamed is set like any other flag.)
1697         * The version is given as whichever version is listed by the most
1698           voters, with ties decided in favor of more recent versions.
1700         * If consensus-method 4 or later is in use, then routers that
1701           do not have the Running flag are not listed at all.
1703         * If consensus-method 5 or later is in use, then the "w" line
1704           is generated using a low-median of the bandwidth values from
1705           the votes that included "w" lines for this router.
1707         * If consensus-method 5 or later is in use, then the "p" line
1708           is taken from the votes that have the same policy summary
1709           for the descriptor we are listing.  (They should all be the
1710           same.  If they are not, we pick the most commonly listed
1711           one, breaking ties in favor of the lexicographically larger
1712           vote.)  The port list is encoded as specified in 3.5.2.
1714         * If consensus-method 6 or later is in use and if 3 or more
1715           authorities provide a Measured= keyword in their votes for
1716           a router, the authorities produce a consensus containing a
1717           Bandwidth= keyword equal to the median of the Measured= votes.
1719         * If consensus-method 7 or later is in use, the params line is
1720           included in the output.
1722         * If the consensus method is under 11, bad exits are considered as
1723           possible exits when computing bandwidth weights.  Otherwise, if
1724           method 11 or later is in use, any router that is determined to get
1725           the BadExit flag doesn't count when we're calculating weights.
1727         * If consensus method 12 or later is used, only consensus
1728           parameters that more than half of the total number of
1729           authorities voted for are included in the consensus.
1731      The signatures at the end of a consensus document are sorted in
1732      ascending order by identity digest.
1734    All ties in computing medians are broken in favor of the smaller or
1735    earlier item.
1737 3.5.1. Forward compatibility
1739    Future versions of Tor will need to include new information in the
1740    consensus documents, but it is important that all authorities (or at least
1741    half) generate and sign the same signed consensus.
1743    To achieve this, authorities list in their votes their supported methods
1744    for generating consensuses from votes.  Later methods will be assigned
1745    higher numbers.  Currently recognized methods:
1746      "1" -- The first implemented version.
1747      "2" -- Added support for the Unnamed flag.
1748      "3" -- Added legacy ID key support to aid in authority ID key rollovers
1749      "4" -- No longer list routers that are not running in the consensus
1750      "5" -- adds support for "w" and "p" lines.
1751      "6" -- Prefers measured bandwidth values rather than advertised
1752      "7" -- Provides keyword=integer pairs of consensus parameters
1753      "8" -- Provides microdescriptor summaries
1754      "9" -- Provides weights for selecting flagged routers in paths
1755      "10" -- Fixes edge case bugs in router flag selection weights
1756      "11" -- Don't consider BadExits when calculating bandwidth weights
1757      "12" -- Params are only included if enough auths voted for them
1760    Before generating a consensus, an authority must decide which consensus
1761    method to use.  To do this, it looks for the highest version number
1762    supported by more than 2/3 of the authorities voting.  If it supports this
1763    method, then it uses it.  Otherwise, it falls back to method 1.
1765    (The consensuses generated by new methods must be parsable by
1766    implementations that only understand the old methods, and must not cause
1767    those implementations to compromise their anonymity.  This is a means for
1768    making changes in the contents of consensus; not for making
1769    backward-incompatible changes in their format.)
1771 3.5.2. Encoding port lists
1773   Whether the summary shows the list of accepted ports or the list of
1774   rejected ports depends on which list is shorter (has a shorter string
1775   representation).  In case of ties we choose the list of accepted
1776   ports.  As an exception to this rule an allow-all policy is
1777   represented as "accept 1-65535" instead of "reject " and a reject-all
1778   policy is similarly given as "reject 1-65535".
1780   Summary items are compressed, that is instead of "80-88,89-100" there
1781   only is a single item of "80-100", similarly instead of "20,21" a
1782   summary will say "20-21".
1784   Port lists are sorted in ascending order.
1786   The maximum allowed length of a policy summary (including the "accept "
1787   or "reject ") is 1000 characters.  If a summary exceeds that length we
1788   use an accept-style summary and list as much of the port list as is
1789   possible within these 1000 bytes.  [XXXX be more specific.]
1791 3.5.3. Computing Bandwidth Weights
1793   Let weight_scale = 10000
1795   Let G be the total bandwidth for Guard-flagged nodes.
1796   Let M be the total bandwidth for non-flagged nodes.
1797   Let E be the total bandwidth for Exit-flagged nodes.
1798   Let D be the total bandwidth for Guard+Exit-flagged nodes.
1799   Let T = G+M+E+D
1801   Let Wgd be the weight for choosing a Guard+Exit for the guard position.
1802   Let Wmd be the weight for choosing a Guard+Exit for the middle position.
1803   Let Wed be the weight for choosing a Guard+Exit for the exit position.
1805   Let Wme be the weight for choosing an Exit for the middle position.
1806   Let Wmg be the weight for choosing a Guard for the middle position.
1808   Let Wgg be the weight for choosing a Guard for the guard position.
1809   Let Wee be the weight for choosing an Exit for the exit position.
1811   Balanced network conditions then arise from solutions to the following
1812   system of equations:
1814       Wgg*G + Wgd*D == M + Wmd*D + Wme*E + Wmg*G  (guard bw = middle bw)
1815       Wgg*G + Wgd*D == Wee*E + Wed*D              (guard bw = exit bw)
1816       Wed*D + Wmd*D + Wgd*D == D                  (aka: Wed+Wmd+Wdg = 1)
1817       Wmg*G + Wgg*G == G                          (aka: Wgg = 1-Wmg)
1818       Wme*E + Wee*E == E                          (aka: Wee = 1-Wme)
1820   We are short 2 constraints with the above set. The remaining constraints
1821   come from examining different cases of network load. The following
1822   constraints are used in consensus method 10 and above. There are another
1823   incorrect and obsolete set of constraints used for these same cases in
1824   consensus method 9. For those, see dir-spec.txt in Tor 0.2.2.10-alpha
1825   to 0.2.2.16-alpha.
1827   Case 1: E >= T/3 && G >= T/3 (Neither Exit nor Guard Scarce)
1829     In this case, the additional two constraints are: Wmg == Wmd,
1830     Wed == 1/3.
1832     This leads to the solution:
1833         Wgd = weight_scale/3
1834         Wed = weight_scale/3
1835         Wmd = weight_scale/3
1836         Wee = (weight_scale*(E+G+M))/(3*E)
1837         Wme = weight_scale - Wee
1838         Wmg = (weight_scale*(2*G-E-M))/(3*G)
1839         Wgg = weight_scale - Wmg
1841   Case 2: E < T/3 && G < T/3 (Both are scarce)
1843     Let R denote the more scarce class (Rare) between Guard vs Exit.
1844     Let S denote the less scarce class.
1846     Subcase a: R+D < S
1848        In this subcase, we simply devote all of D bandwidth to the
1849        scarce class.
1851        Wgg = Wee = weight_scale
1852        Wmg = Wme = Wmd = 0;
1853        if E < G:
1854          Wed = weight_scale
1855          Wgd = 0
1856        else:
1857          Wed = 0
1858          Wgd = weight_scale
1860     Subcase b: R+D >= S
1862       In this case, if M <= T/3, we have enough bandwidth to try to achieve
1863       a balancing condition.
1865       Add constraints Wgg = 1, Wmd == Wgd to maximize bandwidth in the guard
1866       position while still allowing exits to be used as middle nodes:
1868         Wee = (weight_scale*(E - G + M))/E
1869         Wed = (weight_scale*(D - 2*E + 4*G - 2*M))/(3*D)
1870         Wme = (weight_scale*(G-M))/E
1871         Wmg = 0
1872         Wgg = weight_scale
1873         Wmd = (weight_scale - Wed)/2
1874         Wgd = (weight_scale - Wed)/2
1876       If this system ends up with any values out of range (ie negative, or
1877       above weight_scale), use the constraints Wgg == 1 and Wee == 1, since
1878       both those positions are scarce:
1880          Wgg = weight_scale
1881          Wee = weight_scale
1882          Wed = (weight_scale*(D - 2*E + G + M))/(3*D)
1883          Wmd = (weight_Scale*(D - 2*M + G + E))/(3*D)
1884          Wme = 0
1885          Wmg = 0
1886          Wgd = weight_scale - Wed - Wmd
1888       If M > T/3, then the Wmd weight above will become negative. Set it to 0
1889       in this case:
1890          Wmd = 0
1891          Wgd = weight_scale - Wed
1893   Case 3: One of E < T/3 or G < T/3
1895     Let S be the scarce class (of E or G).
1897     Subcase a: (S+D) < T/3:
1898       if G=S:
1899         Wgg = Wgd = weight_scale;
1900         Wmd = Wed = Wmg = 0;
1901         // Minor subcase, if E is more scarce than M,
1902         // keep its bandwidth in place.
1903         if (E < M) Wme = 0;
1904         else Wme = (weight_scale*(E-M))/(2*E);
1905         Wee = weight_scale-Wme;
1906       if E=S:
1907         Wee = Wed = weight_scale;
1908         Wmd = Wgd = Wme = 0;
1909         // Minor subcase, if G is more scarce than M,
1910         // keep its bandwidth in place.
1911         if (G < M) Wmg = 0;
1912         else Wmg = (weight_scale*(G-M))/(2*G);
1913         Wgg = weight_scale-Wmg;
1915     Subcase b: (S+D) >= T/3
1916       if G=S:
1917         Add constraints Wgg = 1, Wmd == Wed to maximize bandwidth
1918         in the guard position, while still allowing exits to be
1919         used as middle nodes:
1920           Wgg = weight_scale
1921           Wgd = (weight_scale*(D - 2*G + E + M))/(3*D)
1922           Wmg = 0
1923           Wee = (weight_scale*(E+M))/(2*E)
1924           Wme = weight_scale - Wee
1925           Wmd = (weight_scale - Wgd)/2
1926           Wed = (weight_scale - Wgd)/2
1927       if E=S:
1928         Add constraints Wee == 1, Wmd == Wgd to maximize bandwidth
1929         in the exit position:
1930           Wee = weight_scale;
1931           Wed = (weight_scale*(D - 2*E + G + M))/(3*D);
1932           Wme = 0;
1933           Wgg = (weight_scale*(G+M))/(2*G);
1934           Wmg = weight_scale - Wgg;
1935           Wmd = (weight_scale - Wed)/2;
1936           Wgd = (weight_scale - Wed)/2;
1938   To ensure consensus, all calculations are performed using integer math
1939   with a fixed precision determined by the bwweightscale consensus
1940   parameter (defaults at 10000, Min: 1, Max: INT32_MAX).
1942   For future balancing improvements, Tor clients support 11 additional weights
1943   for directory requests and middle weighting. These weights are currently
1944   set at weight_scale, with the exception of the following groups of
1945   assignments:
1947   Directory requests use middle weights:
1948      Wbd=Wmd, Wbg=Wmg, Wbe=Wme, Wbm=Wmm
1950   Handle bridges and strange exit policies:
1951      Wgm=Wgg, Wem=Wee, Weg=Wed
1953 3.6. Consensus flavors
1955    Consensus flavors are variants of the consensus that clients can choose
1956    to download and use instead of the unflavored consensus.  The purpose
1957    of a consensus flavor is to remove or replace information in the
1958    unflavored consensus without forcing clients to download information
1959    they would not use anyway.
1961    Directory authorities can produce and serve an arbitrary number of
1962    flavors of the same consensus.  A downside of creating too many new
1963    flavors is that clients will be distinguishable based on which flavor
1964    they download.  A new flavor should not be created when adding a field
1965    instead wouldn't be too onerous.
1967    Examples for consensus flavors include:
1968       - Publishing hashes of microdescriptors instead of hashes of
1969         full descriptors (see 3.6.2).
1970       - Including different digests of descriptors, instead of the
1971         perhaps-soon-to-be-totally-broken SHA1.
1973    Consensus flavors are derived from the unflavored consensus once the
1974    voting process is complete.  This is to avoid consensus synchronization
1975    problems.
1977    Every consensus flavor has a name consisting of a sequence of one
1978    or more alphanumeric characters and dashes.  For compatibility,
1979    current descriptor flavor is called "ns".
1981    The supported consensus flavors are defined as part of the
1982    authorities' consensus method.
1984    All consensus flavors have in common that their first line is
1985    "network-status-version" where version is 3 or higher, and the flavor
1986    is a string consisting of alphanumeric characters and dashes:
1988       "network-status-version" SP version SP flavor NL
1990 3.6.1. ns consensus
1992    The ns consensus flavor is equivalent to the unflavored consensus
1993    except for its first line which states its consensus flavor name:
1995     "network-status-version" SP version SP "ns" NL
1997         [At start, exactly once.]
1999 3.6.2. Microdescriptor consensus
2001    The microdescriptor consensus is a consensus flavor that contains
2002    microdescriptor hashes instead of descriptor hashes and that omits
2003    exit-policy summaries which are contained in microdescriptors.  The
2004    microdescriptor consensus was designed to contain elements that are
2005    small and frequently changing.  Clients use the information in the
2006    microdescriptor consensus to decide which servers to fetch information
2007    about and which servers to fetch information from.
2009    The microdescriptor consensus is based on the unflavored consensus with
2010    the exceptions as follows:
2012     "network-status-version" SP version SP "microdesc" NL
2014         [At start, exactly once.]
2016         The flavor name of a microdescriptor consensus is "microdesc".
2018    Changes to router status entries are as follows:
2020     "r" SP nickname SP identity SP publication SP IP SP ORPort
2021         SP DirPort NL
2023         [At start, exactly once.]
2025         Similar to "r" lines in 3.3, but without the digest element.
2027     "p" ... NL
2029         [Zero times.]
2031         Exit policy summaries are contained in microdescriptors and
2032         therefore omitted in the microdescriptor consensus.
2034     "m" SP digest NL
2036         [Exactly once.]
2038         "digest" is the base64 of the SHA256 hash of the router's
2039         microdescriptor with trailing =s omitted.  For a given router
2040         descriptor digest and consensus method there should only be a
2041         single microdescriptor digest in the "m" lines of all votes.
2042         If different votes have different microdescriptor digests for
2043         the same descriptor digest and consensus method, at least one
2044         of the authorities is broken.  If this happens, the microdesc
2045         consensus should contain whichever microdescriptor digest is
2046         most common.  If there is no winner, we break ties in the favor
2047         of the lexically earliest.
2049 3.7. Detached signatures
2051    Assuming full connectivity, every authority should compute and sign the
2052    same consensus including any flavors in each period.  Therefore, it
2053    isn't necessary to download the consensus or any flavors of it computed
2054    by each authority; instead, the authorities only push/fetch each
2055    others' signatures.  A "detached signature" document contains items as
2056    follows:
2058     "consensus-digest" SP Digest NL
2060         [At start, at most once.]
2062         The digest of the consensus being signed.
2064     "valid-after" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
2065     "fresh-until" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
2066     "valid-until" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
2068         [As in the consensus]
2070     "additional-digest" SP flavor SP algname SP digest NL
2072         [Any number.]
2074         For each supported consensus flavor, every directory authority
2075         adds one or more "additional-digest" lines.  "flavor" is the name
2076         of the consensus flavor, "algname" is the name of the hash
2077         algorithm that is used to generate the digest, and "digest" is the
2078         hex-encoded digest.
2080         The hash algorithm for the microdescriptor consensus flavor is
2081         defined as SHA256 with algname "sha256".
2083     "additional-signature" SP flavor SP algname SP identity SP
2084          signing-key-digest NL signature.
2086         [Any number.]
2088         For each supported consensus flavor and defined digest algorithm,
2089         every directory authority adds an "additional-signature" line.
2090         "flavor" is the name of the consensus flavor.  "algname" is the
2091         name of the algorithm that was used to hash the identity and
2092         signing keys, and to compute the signature.  "identity" is the
2093         hex-encoded digest of the authority identity key of the signing
2094         authority, and "signing-key-digest" is the hex-encoded digest of
2095         the current authority signing key of the signing authority.
2097         The "sha256" signature format is defined as the RSA signature of
2098         the OAEP+-padded SHA256 digest of the item to be signed.  When
2099         checking signatures, the signature MUST be treated as valid if the
2100         signature material begins with SHA256(document), so that other
2101         data can get added later.
2102         [To be honest, I didn't fully understand the previous paragraph
2103         and only copied it from the proposals.  Review carefully. -KL]
2105     "directory-signature"
2107         [As in the consensus; the signature object is the same as in the
2108         consensus document.]
2110 4. Directory server operation
2112    All directory authorities and directory caches ("directory servers")
2113    implement this section, except as noted.
2115 4.1. Accepting uploads (authorities only)
2117    When a router posts a signed descriptor to a directory authority, the
2118    authority first checks whether it is well-formed and correctly
2119    self-signed.  If it is, the authority next verifies that the nickname
2120    in question is not already assigned to a router with a different
2121    public key.
2122    Finally, the authority MAY check that the router is not blacklisted
2123    because of its key, IP, or another reason.
2125    If the descriptor passes these tests, and the authority does not already
2126    have a descriptor for a router with this public key, it accepts the
2127    descriptor and remembers it.
2129    If the authority _does_ have a descriptor with the same public key, the
2130    newly uploaded descriptor is remembered if its publication time is more
2131    recent than the most recent old descriptor for that router, and either:
2132       - There are non-cosmetic differences between the old descriptor and the
2133         new one.
2134       - Enough time has passed between the descriptors' publication times.
2135         (Currently, 12 hours.)
2137    Differences between router descriptors are "non-cosmetic" if they would be
2138    sufficient to force an upload as described in section 2 above.
2140    Note that the "cosmetic difference" test only applies to uploaded
2141    descriptors, not to descriptors that the authority downloads from other
2142    authorities.
2144    When a router posts a signed extra-info document to a directory authority,
2145    the authority again checks it for well-formedness and correct signature,
2146    and checks that its matches the extra-info-digest in some router
2147    descriptor that it believes is currently useful.  If so, it accepts it and
2148    stores it and serves it as requested.  If not, it drops it.
2150 4.2. Voting (authorities only)
2152    Authorities divide time into Intervals.  Authority administrators SHOULD
2153    try to all pick the same interval length, and SHOULD pick intervals that
2154    are commonly used divisions of time (e.g., 5 minutes, 15 minutes, 30
2155    minutes, 60 minutes, 90 minutes).  Voting intervals SHOULD be chosen to
2156    divide evenly into a 24-hour day.
2158    Authorities SHOULD act according to interval and delays in the
2159    latest consensus.  Lacking a latest consensus, they SHOULD default to a
2160    30-minute Interval, a 5 minute VotingDelay, and a 5 minute DistDelay.
2162    Authorities MUST take pains to ensure that their clocks remain accurate
2163    within a few seconds.  (Running NTP is usually sufficient.)
2165    The first voting period of each day begins at 00:00 (midnight) GMT.  If
2166    the last period of the day would be truncated by one-half or more, it is
2167    merged with the second-to-last period.
2169    An authority SHOULD publish its vote immediately at the start of each voting
2170    period (minus VoteSeconds+DistSeconds).  It does this by making it
2171    available at
2172      http://<hostname>/tor/status-vote/next/authority.z
2173    and sending it in an HTTP POST request to each other authority at the URL
2174      http://<hostname>/tor/post/vote
2176    If, at the start of the voting period, minus DistSeconds, an authority
2177    does not have a current statement from another authority, the first
2178    authority downloads the other's statement.
2180    Once an authority has a vote from another authority, it makes it available
2181    at
2182       http://<hostname>/tor/status-vote/next/<fp>.z
2183    where <fp> is the fingerprint of the other authority's identity key.
2184    And at
2185       http://<hostname>/tor/status-vote/next/d/<d>.z
2186    where <d> is the digest of the vote document.
2188    The consensus status, along with as many signatures as the server
2189    currently knows, should be available at
2190       http://<hostname>/tor/status-vote/next/consensus.z
2191    All of the detached signatures it knows for consensus status should be
2192    available at:
2193       http://<hostname>/tor/status-vote/next/consensus-signatures.z
2195    Once there are enough signatures, or once the voting period starts,
2196    these documents are available at
2197       http://<hostname>/tor/status-vote/current/consensus.z
2198    and
2199       http://<hostname>/tor/status-vote/current/consensus-signatures.z
2200    [XXX current/consensus-signatures is not currently implemented, as it
2201     is not used in the voting protocol.]
2203    The other vote documents are analogously made available under
2204      http://<hostname>/tor/status-vote/current/authority.z
2205      http://<hostname>/tor/status-vote/current/<fp>.z
2206      http://<hostname>/tor/status-vote/current/d/<d>.z
2207    once the consensus is complete.
2209    Once an authority has computed and signed a consensus network status, it
2210    should send its detached signature to each other authority in an HTTP POST
2211    request to the URL:
2212       http://<hostname>/tor/post/consensus-signature
2214    [XXX Note why we support push-and-then-pull.]
2216    [XXX possible future features include support for downloading old
2217     consensuses.]
2219    The authorities serve another consensus of each flavor "F" from the
2220    locations
2221       /tor/status-vote/(current|next)/consensus-F.z. and
2222       /tor/status-vote/(current|next)/consensus-F/<FP1>+....z.
2224 4.3. Downloading consensus status documents (caches only)
2226    All directory servers (authorities and caches) try to keep a recent
2227    network-status consensus document to serve to clients.  A cache ALWAYS
2228    downloads a network-status consensus if any of the following are true:
2229      - The cache has no consensus document.
2230      - The cache's consensus document is no longer valid.
2231    Otherwise, the cache downloads a new consensus document at a randomly
2232    chosen time in the first half-interval after its current consensus
2233    stops being fresh.  (This time is chosen at random to avoid swarming
2234    the authorities at the start of each period.  The interval size is
2235    inferred from the difference between the valid-after time and the
2236    fresh-until time on the consensus.)
2238    [For example, if a cache has a consensus that became valid at 1:00,
2239     and is fresh until 2:00, that cache will fetch a new consensus at
2240     a random time between 2:00 and 2:30.]
2242    Directory caches also fetch consensus flavors from the authorities.
2243    Caches check the correctness of consensus flavors, but do not check
2244    anything about an unrecognized consensus document beyond its digest and
2245    length.  Caches serve all consensus flavors from the same locations as
2246    the directory authorities.
2248 4.4. Downloading and storing router descriptors (authorities and caches)
2250    Periodically (currently, every 10 seconds), directory servers check
2251    whether there are any specific descriptors that they do not have and that
2252    they are not currently trying to download.  Caches identify these
2253    descriptors by hash in the recent network-status consensus documents;
2254    authorities identify them by hash in vote (if publication date is more
2255    recent than the descriptor we currently have).
2257  [XXXX need a way to fetch descriptors ahead of the vote?  v2 status docs can
2258  do that for now.]
2260    If so, the directory server launches requests to the authorities for these
2261    descriptors, such that each authority is only asked for descriptors listed
2262    in its most recent vote (if the requester is an authority) or in the
2263    consensus (if the requester is a cache).  If we're an authority, and more
2264    than one authority lists the descriptor, we choose which to ask at random.
2266    If one of these downloads fails, we do not try to download that descriptor
2267    from the authority that failed to serve it again unless we receive a newer
2268    network-status (consensus or vote) from that authority that lists the same
2269    descriptor.
2271    Directory servers must potentially cache multiple descriptors for each
2272    router. Servers must not discard any descriptor listed by any recent
2273    consensus.  If there is enough space to store additional descriptors,
2274    servers SHOULD try to hold those which clients are likely to download the
2275    most.  (Currently, this is judged based on the interval for which each
2276    descriptor seemed newest.)
2277 [XXXX define recent]
2279    Authorities SHOULD NOT download descriptors for routers that they would
2280    immediately reject for reasons listed in 3.1.
2282 4.5. Downloading and storing microdescriptors (caches only)
2284    Directory mirrors should fetch, cache, and serve each microdescriptor
2285    from the authorities.
2287    The microdescriptors with base64 hashes <D1>,<D2>,<D3> are available
2288    at:
2289      http://<hostname>/tor/micro/d/<D1>-<D2>-<D3>[.z]
2291    <Dn> are base-64 encoded with trailing =s omitted for size and for
2292    consistency with the microdescriptor consensus format.  -s are used
2293    instead of +s to separate items, since the + character is used in
2294    base64 encoding.
2296    All the microdescriptors from the current consensus should also be
2297    available at:
2298      http://<hostname>/tor/micro/all[.z]
2299    so a client that's bootstrapping doesn't need to send a 70KB URL just
2300    to name every microdescriptor it's looking for.
2301    [Note that /tor/micro/all[.z] is not implemented as of February 21,
2302    2012. -KL]
2304    Directory mirrors should check to make sure that the microdescriptors
2305    they're about to serve match the right hashes (either the hashes from
2306    the fetch URL or the hashes from the consensus, respectively).
2308 4.6. Downloading and storing extra-info documents
2310    All authorities, and any cache that chooses to cache extra-info documents,
2311    and any client that uses extra-info documents, should implement this
2312    section.
2314    Note that generally, clients don't need extra-info documents.
2316    Periodically, the Tor instance checks whether it is missing any extra-info
2317    documents: in other words, if it has any router descriptors with an
2318    extra-info-digest field that does not match any of the extra-info
2319    documents currently held.  If so, it downloads whatever extra-info
2320    documents are missing.  Caches download from authorities; non-caches try
2321    to download from caches.  We follow the same splitting and back-off rules
2322    as in 4.4 (if a cache) or 5.3 (if a client).
2324 4.7. General-use HTTP URLs
2326    "Fingerprints" in these URLs are base-16-encoded SHA1 hashes.
2328    The most recent v3 consensus should be available at:
2329       http://<hostname>/tor/status-vote/current/consensus.z
2331    Starting with Tor version 0.2.1.1-alpha is also available at:
2332       http://<hostname>/tor/status-vote/current/consensus/<F1>+<F2>+<F3>.z
2334    Where F1, F2, etc. are authority identity fingerprints the client trusts.
2335    Servers will only return a consensus if more than half of the requested
2336    authorities have signed the document, otherwise a 404 error will be sent
2337    back.  The fingerprints can be shortened to a length of any multiple of
2338    two, using only the leftmost part of the encoded fingerprint.  Tor uses
2339    3 bytes (6 hex characters) of the fingerprint.
2341    Clients SHOULD sort the fingerprints in ascending order.  Server MUST
2342    accept any order.
2344    Clients SHOULD use this format when requesting consensus documents from
2345    directory authority servers and from caches running a version of Tor
2346    that is known to support this URL format.
2348    A concatenated set of all the current key certificates should be available
2349    at:
2350       http://<hostname>/tor/keys/all.z
2352    The key certificate for this server (if it is an authority) should be
2353    available at:
2354       http://<hostname>/tor/keys/authority.z
2356    The key certificate for an authority whose authority identity fingerprint
2357    is <F> should be available at:
2358       http://<hostname>/tor/keys/fp/<F>.z
2360    The key certificate whose signing key fingerprint is <F> should be
2361    available at:
2362       http://<hostname>/tor/keys/sk/<F>.z
2364    The key certificate whose identity key fingerprint is <F> and whose signing
2365    key fingerprint is <S> should be available at:
2367       http://<hostname>/tor/keys/fp-sk/<F>-<S>.z
2369    (As usual, clients may request multiple certificates using:
2370        http://<hostname>/tor/keys/fp-sk/<F1>-<S1>+<F2>-<S2>.z  )
2371    [The above fp-sk format was not supported before Tor 0.2.1.9-alpha.]
2373    The most recent descriptor for a server whose identity key has a
2374    fingerprint of <F> should be available at:
2375       http://<hostname>/tor/server/fp/<F>.z
2377    The most recent descriptors for servers with identity fingerprints
2378    <F1>,<F2>,<F3> should be available at:
2379       http://<hostname>/tor/server/fp/<F1>+<F2>+<F3>.z
2381    (NOTE: Implementations SHOULD NOT download descriptors by identity key
2382    fingerprint. This allows a corrupted server (in collusion with a cache) to
2383    provide a unique descriptor to a client, and thereby partition that client
2384    from the rest of the network.)
2386    The server descriptor with (descriptor) digest <D> (in hex) should be
2387    available at:
2388       http://<hostname>/tor/server/d/<D>.z
2390    The most recent descriptors with digests <D1>,<D2>,<D3> should be
2391    available at:
2392       http://<hostname>/tor/server/d/<D1>+<D2>+<D3>.z
2394    The most recent descriptor for this server should be at:
2395       http://<hostname>/tor/server/authority.z
2396     [Nothing in the Tor protocol uses this resource yet, but it is useful
2397      for debugging purposes. Also, the official Tor implementations
2398      (starting at 0.1.1.x) use this resource to test whether a server's
2399      own DirPort is reachable.]
2401    A concatenated set of the most recent descriptors for all known servers
2402    should be available at:
2403       http://<hostname>/tor/server/all.z
2405    Extra-info documents are available at the URLS
2406       http://<hostname>/tor/extra/d/...
2407       http://<hostname>/tor/extra/fp/...
2408       http://<hostname>/tor/extra/all[.z]
2409       http://<hostname>/tor/extra/authority[.z]
2410          (As for /tor/server/ URLs: supports fetching extra-info
2411          documents by their digest, by the fingerprint of their servers,
2412          or all at once. When serving by fingerprint, we serve the
2413          extra-info that corresponds to the descriptor we would serve by
2414          that fingerprint. Only directory authorities of version
2415          0.2.0.1-alpha or later are guaranteed to support the first
2416          three classes of URLs.  Caches may support them, and MUST
2417          support them if they have advertised "caches-extra-info".)
2419    For debugging, directories SHOULD expose non-compressed objects at URLs like
2420    the above, but without the final ".z".
2421    Clients MUST handle compressed concatenated information in two forms:
2422      - A concatenated list of zlib-compressed objects.
2423      - A zlib-compressed concatenated list of objects.
2424    Directory servers MAY generate either format: the former requires less
2425    CPU, but the latter requires less bandwidth.
2427    Clients SHOULD use upper case letters (A-F) when base16-encoding
2428    fingerprints.  Servers MUST accept both upper and lower case fingerprints
2429    in requests.
2431    [XXX Add new URLs for microdescriptors, consensus flavors, and
2432    microdescriptor consensus. -KL]
2434 5. Client operation: downloading information
2436    Every Tor that is not a directory server (that is, those that do
2437    not have a DirPort set) implements this section.
2439 5.1. Downloading network-status documents
2441    Each client maintains a list of directory authorities.  Insofar as
2442    possible, clients SHOULD all use the same list.
2444    Clients try to have a live consensus network-status document at all times.
2445    A network-status document is "live" if the time in its valid-until field
2446    has not passed.
2448    If a client is missing a live network-status document, it tries to fetch
2449    it from a directory cache (or from an authority if it knows no caches).
2450    On failure, the client waits briefly, then tries that network-status
2451    document again from another cache.  The client does not build circuits
2452    until it has a live network-status consensus document, and it has
2453    descriptors for more than 1/4 of the routers that it believes are running.
2455    (Note: clients can and should pick caches based on the network-status
2456    information they have: once they have first fetched network-status info
2457    from an authority, they should not need to go to the authority directly
2458    again.)
2460    To avoid swarming the caches whenever a consensus expires, the
2461    clients download new consensuses at a randomly chosen time after the
2462    caches are expected to have a fresh consensus, but before their
2463    consensus will expire.  (This time is chosen uniformly at random from
2464    the interval between the time 3/4 into the first interval after the
2465    consensus is no longer fresh, and 7/8 of the time remaining after
2466    that before the consensus is invalid.)
2468    [For example, if a cache has a consensus that became valid at 1:00,
2469     and is fresh until 2:00, and expires at 4:00, that cache will fetch
2470     a new consensus at a random time between 2:45 and 3:50, since 3/4
2471     of the one-hour interval is 45 minutes, and 7/8 of the remaining 75
2472     minutes is 65 minutes.]
2474    Clients may choose to download the microdescriptor consensus instead
2475    of the general network status consensus.  In that case they should use
2476    the same update strategy as for the normal consensus.  They should not
2477    download more than one consensus flavor.
2479 5.2. Downloading and storing router descriptors or microdescriptors
2481    Clients try to have the best descriptor for each router.  A descriptor is
2482    "best" if:
2483       * It is listed in the consensus network-status document.
2485    Periodically (currently every 10 seconds) clients check whether there are
2486    any "downloadable" descriptors.  A descriptor is downloadable if:
2487       - It is the "best" descriptor for some router.
2488       - The descriptor was published at least 10 minutes in the past.
2489         (This prevents clients from trying to fetch descriptors that the
2490         mirrors have probably not yet retrieved and cached.)
2491       - The client does not currently have it.
2492       - The client is not currently trying to download it.
2493       - The client would not discard it immediately upon receiving it.
2494       - The client thinks it is running and valid (see 6.1 below).
2496    If at least 16 known routers have downloadable descriptors, or if
2497    enough time (currently 10 minutes) has passed since the last time the
2498    client tried to download descriptors, it launches requests for all
2499    downloadable descriptors, as described in 5.3 below.
2501    When a descriptor download fails, the client notes it, and does not
2502    consider the descriptor downloadable again until a certain amount of time
2503    has passed. (Currently 0 seconds for the first failure, 60 seconds for the
2504    second, 5 minutes for the third, 10 minutes for the fourth, and 1 day
2505    thereafter.)  Periodically (currently once an hour) clients reset the
2506    failure count.
2508    Clients retain the most recent descriptor they have downloaded for each
2509    router so long as it is not too old (currently, 48 hours), OR so long as
2510    no better descriptor has been downloaded for the same router.
2512    [Versions of Tor before 0.1.2.3-alpha would discard descriptors simply for
2513    being published too far in the past.]  [The code seems to discard
2514    descriptors in all cases after they're 5 days old. True? -RD]
2516    Clients which chose to download the microdescriptor consensus instead
2517    of the general consensus must download the referenced microdescriptors
2518    instead of router descriptors.  Clients fetch and cache
2519    microdescriptors preemptively from dir mirrors when starting up, like
2520    they currently fetch descriptors.  After bootstrapping, clients only
2521    need to fetch the microdescriptors that have changed.
2523    Clients maintain a cache of microdescriptors along with metadata like
2524    when it was last referenced by a consensus, and which identity key
2525    it corresponds to.  They keep a microdescriptor until it hasn't been
2526    mentioned in any consensus for a week. Future clients might cache them
2527    for longer or shorter times.
2529 5.3. Managing downloads
2531    When a client has no consensus network-status document, it downloads it
2532    from a randomly chosen authority.  In all other cases, the client
2533    downloads from caches randomly chosen from among those believed to be V2
2534    directory servers.  (This information comes from the network-status
2535    documents; see 6 below.)
2537    When downloading multiple router descriptors, the client chooses multiple
2538    mirrors so that:
2539      - At least 3 different mirrors are used, except when this would result
2540        in more than one request for under 4 descriptors.
2541      - No more than 128 descriptors are requested from a single mirror.
2542      - Otherwise, as few mirrors as possible are used.
2543    After choosing mirrors, the client divides the descriptors among them
2544    randomly.
2546    After receiving any response client MUST discard any network-status
2547    documents and descriptors that it did not request.
2549    When a client gets a new microdescriptor consensus, it looks to see if
2550    there are any microdescriptors it needs to learn.  If it needs to learn
2551    more than half of the microdescriptors, it requests 'all', else it
2552    requests only the missing ones.  Clients MAY try to determine whether
2553    the upload bandwidth for listing the microdescriptors they want is more
2554    or less than the download bandwidth for the microdescriptors they do
2555    not want.
2557 6. Using directory information
2559    Everyone besides directory authorities uses the approaches in this section
2560    to decide which relays to use and what their keys are likely to be.
2561    (Directory authorities just believe their own opinions, as in 3.1 above.)
2563 6.1. Choosing routers for circuits.
2565    Circuits SHOULD NOT be built until the client has enough directory
2566    information: a live consensus network status [XXXX fallback?]  and
2567    descriptors for at least 1/4 of the relays believed to be running.
2569    A relay is "listed" if it is included by the consensus network-status
2570    document.  Clients SHOULD NOT use unlisted relays.
2572    These flags are used as follows:
2574      - Clients SHOULD NOT use non-'Valid' or non-'Running' routers unless
2575        requested to do so.
2577      - Clients SHOULD NOT use non-'Fast' routers for any purpose other than
2578        very-low-bandwidth circuits (such as introduction circuits).
2580      - Clients SHOULD NOT use non-'Stable' routers for circuits that are
2581        likely to need to be open for a very long time (such as those used for
2582        IRC or SSH connections).
2584      - Clients SHOULD NOT choose non-'Guard' nodes when picking entry guard
2585        nodes.
2587      - Clients SHOULD NOT download directory information from non-'V2Dir'
2588        caches.
2590    See the "path-spec.txt" document for more details.
2592 6.2. Managing naming
2594    In order to provide human-memorable names for individual router
2595    identities, some directory servers bind names to IDs.  Clients handle
2596    names in two ways:
2598    When a client encounters a name it has not mapped before:
2600       If the consensus lists any router with that name as "Named", or if
2601       consensus-method 2 or later is in use and the consensus lists any
2602       router with that name as having the "Unnamed" flag, then the name is
2603       bound.  (It's bound to the ID listed in the entry with the Named,
2604       or to an unknown ID if no name is found.)
2606    When the user refers to a bound name, the implementation SHOULD provide
2607    only the router with ID bound to that name, and no other router, even
2608    if the router with the right ID can't be found.
2610    When a user tries to refer to a non-bound name, the implementation SHOULD
2611    warn the user. After warning the user, the implementation MAY use any
2612    router that advertises the name.
2614    Not every router needs a nickname.  When a router doesn't configure a
2615    nickname, it publishes with the default nickname "Unnamed".  Authorities
2616    SHOULD NOT ever mark a router with this nickname as Named; client software
2617    SHOULD NOT ever use a router in response to a user request for a router
2618    called "Unnamed".
2620 6.3. Software versions
2622    An implementation of Tor SHOULD warn when it has fetched a consensus
2623    network-status, and it is running a software version not listed.
2625 6.4. Warning about a router's status.
2627    If a router tries to publish its descriptor to a Naming authority
2628    that has its nickname mapped to another key, the router SHOULD
2629    warn the operator that it is either using the wrong key or is using
2630    an already claimed nickname.
2632    If a router has fetched a consensus document,, and the
2633    authorities do not publish a binding for the router's nickname, the
2634    router MAY remind the operator that the chosen nickname is not
2635    bound to this key at the authorities, and suggest contacting the
2636    authority operators.
2638    ...
2640 6.5. Router protocol versions
2642    A client should believe that a router supports a given feature if that
2643    feature is supported by the router or protocol versions in more than half
2644    of the live networkstatuses' "v" entries for that router.  In other words,
2645    if the "v" entries for some router are:
2646        v Tor 0.0.8pre1                (from authority 1)
2647        v Tor 0.1.2.11                 (from authority 2)
2648        v FutureProtocolDescription 99 (from authority 3)
2649    then the client should believe that the router supports any feature
2650    supported by 0.1.2.11.
2652    This is currently equivalent to believing the median declared version for
2653    a router in all live networkstatuses.
2655 7. Standards compliance
2657    All clients and servers MUST support HTTP 1.0.  Clients and servers MAY
2658    support later versions of HTTP as well.
2660 7.1. HTTP headers
2662   Servers MAY set the Content-Length: header.  Servers SHOULD set
2663   Content-Encoding to "deflate" or "identity".
2665   Servers MAY include an X-Your-Address-Is: header, whose value is the
2666   apparent IP address of the client connecting to them (as a dotted quad).
2667   For directory connections tunneled over a BEGIN_DIR stream, servers SHOULD
2668   report the IP from which the circuit carrying the BEGIN_DIR stream reached
2669   them.
2671   Servers SHOULD disable caching of multiple network statuses or multiple
2672   router descriptors.  Servers MAY enable caching of single descriptors,
2673   single network statuses, the list of all router descriptors, a v1
2674   directory, or a v1 running routers document.  XXX mention times.
2676 7.2. HTTP status codes
2678   Tor delivers the following status codes.  Some were chosen without much
2679   thought; other code SHOULD NOT rely on specific status codes yet.
2681   200 -- the operation completed successfully
2682       -- the user requested statuses or serverdescs, and none of the ones we
2683          requested were found (0.2.0.4-alpha and earlier).
2685   304 -- the client specified an if-modified-since time, and none of the
2686          requested resources have changed since that time.
2688   400 -- the request is malformed, or
2689       -- the URL is for a malformed variation of one of the URLs we support,
2690           or
2691       -- the client tried to post to a non-authority, or
2692       -- the authority rejected a malformed posted document, or
2694   404 -- the requested document was not found.
2695       -- the user requested statuses or serverdescs, and none of the ones
2696          requested were found (0.2.0.5-alpha and later).
2698   503 -- we are declining the request in order to save bandwidth
2699       -- user requested some items that we ordinarily generate or store,
2700          but we do not have any available.
2702 9. Backward compatibility and migration plans
2704   Until Tor versions before 0.1.1.x are completely obsolete, directory
2705   authorities should generate, and mirrors should download and cache, v1
2706   directories and running-routers lists, and allow old clients to download
2707   them.  These documents and the rules for retrieving, serving, and caching
2708   them are described in dir-spec-v1.txt.
2710   Until Tor versions before 0.2.0.x are completely obsolete, directory
2711   authorities should generate, mirrors should download and cache, v2
2712   network-status documents, and allow old clients to download them.
2713   Additionally, all directory servers and caches should download, store, and
2714   serve any router descriptor that is required because of v2 network-status
2715   documents. These documents and the rules for retrieving, serving, and
2716   caching them are described in dir-spec-v1.txt.
2718 A. Consensus-negotiation timeline.
2720    Period begins: this is the Published time.
2721      Everybody sends votes
2722    Reconciliation: everybody tries to fetch missing votes.
2723      consensus may exist at this point.
2724    End of voting period:
2725      everyone swaps signatures.
2726    Now it's okay for caches to download
2727      Now it's okay for clients to download.
2729    Valid-after/valid-until switchover