Merge remote-tracking branch 'karsten/task-5848'
[torspec/neena.git] / dir-spec.txt
blobfe2ed5d744b1ac35fb593aa2906c70142cf64267
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   The "opt" keyword was used until Tor 0.1.2.5-alpha for non-critical future
238   extensions.  All implementations MUST ignore any item of the form "opt
239   keyword ....." when they would not recognize "keyword ....."; and MUST
240   treat "opt keyword ....."  as synonymous with "keyword ......" when keyword
241   is recognized.
243   Implementations before 0.1.2.5-alpha rejected any document with a
244   KeywordLine that started with a keyword that they didn't recognize.
245   When generating documents that need to be read by older versions of Tor,
246   implementations MUST prefix items not recognized by older versions of
247   Tor with an "opt" until those versions of Tor are obsolete.  [Note that
248   key certificates, status vote documents, extra info documents, and
249   status consensus documents will never be read by older versions of Tor.]
251   Other implementations that want to extend Tor's directory format MAY
252   introduce their own items.  The keywords for extension items SHOULD start
253   with the characters "x-" or "X-", to guarantee that they will not conflict
254   with keywords used by future versions of Tor.
256   In our document descriptions below, we tag Items with a multiplicity in
257   brackets.  Possible tags are:
259     "At start, exactly once": These items MUST occur in every instance of
260       the document type, and MUST appear exactly once, and MUST be the
261       first item in their documents.
263     "Exactly once": These items MUST occur exactly one time in every
264       instance of the document type.
266     "At end, exactly once": These items MUST occur in every instance of
267       the document type, and MUST appear exactly once, and MUST be the
268       last item in their documents.
270     "At most once": These items MAY occur zero or one times in any
271       instance of the document type, but MUST NOT occur more than once.
273     "Any number": These items MAY occur zero, one, or more times in any
274       instance of the document type.
276     "Once or more": These items MUST occur at least once in any instance
277       of the document type, and MAY occur more.
279 1.3. Signing documents
281    Every signable document below is signed in a similar manner, using a
282    given "Initial Item", a final "Signature Item", a digest algorithm, and
283    a signing key.
285    The Initial Item must be the first item in the document.
287    The Signature Item has the following format:
289      <signature item keyword> [arguments] NL SIGNATURE NL
291    The "SIGNATURE" Object contains a signature (using the signing key) of
292    the PKCS1-padded digest of the entire document, taken from the
293    beginning of the Initial item, through the newline after the Signature
294    Item's keyword and its arguments.
296    Unless otherwise, the digest algorithm is SHA-1.
298    All documents are invalid unless signed with the correct signing key.
300    The "Digest" of a document, unless stated otherwise, is its digest *as
301    signed by this signature scheme*.
303 1.4. Voting timeline
305    Every consensus document has a "valid-after" (VA) time, a "fresh-until"
306    (FU) time and a "valid-until" (VU) time.  VA MUST precede FU, which MUST
307    in turn precede VU.  Times are chosen so that every consensus will be
308    "fresh" until the next consensus becomes valid, and "valid" for a while
309    after.  At least 3 consensuses should be valid at any given time.
311    The timeline for a given consensus is as follows:
313    VA-DistSeconds-VoteSeconds: The authorities exchange votes.
315    VA-DistSeconds-VoteSeconds/2: The authorities try to download any
316    votes they don't have.
318    VA-DistSeconds: The authorities calculate the consensus and exchange
319    signatures.
321    VA-DistSeconds/2: The authorities try to download any signatures
322    they don't have.
324    VA: All authorities have a multiply signed consensus.
326    VA ... FU: Caches download the consensus.  (Note that since caches have
327         no way of telling what VA and FU are until they have downloaded
328         the consensus, they assume that the present consensus's VA is
329         equal to the previous one's FU, and that its FU is one interval after
330         that.)
332    FU: The consensus is no longer the freshest consensus.
334    FU ... (the current consensus's VU): Clients download the consensus.
335         (See note above: clients guess that the next consensus's FU will be
336         two intervals after the current VA.)
338    VU: The consensus is no longer valid.
340    VoteSeconds and DistSeconds MUST each be at least 20 seconds; FU-VA and
341    VU-FU MUST each be at least 5 minutes.
343 2. Router operation and formats
345    ORs SHOULD generate a new router descriptor and a new extra-info
346    document whenever any of the following events have occurred:
348       - A period of time (18 hrs by default) has passed since the last
349         time a descriptor was generated.
351       - A descriptor field other than bandwidth or uptime has changed.
353       - Bandwidth has changed by a factor of 2 from the last time a
354         descriptor was generated, and at least a given interval of time
355         (20 mins by default) has passed since then.
357       - Its uptime has been reset (by restarting).
359       [XXX this list is incomplete; see router_differences_are_cosmetic()
360        in routerlist.c for others]
362    ORs SHOULD NOT publish a new router descriptor or extra-info document
363    if none of the above events have occurred and not much time has passed
364    (12 hours by default).
366    After generating a descriptor, ORs upload them to every directory
367    authority they know, by posting them (in order) to the URL
369       http://<hostname:port>/tor/
371 2.1. Router descriptor format
373    Router descriptors consist of the following items.  For backward
374    compatibility, there should be an extra NL at the end of each router
375    descriptor.
377    In lines that take multiple arguments, extra arguments SHOULD be
378    accepted and ignored.  Many of the nonterminals below are defined in
379    section 2.3.
381      "router" nickname address ORPort SOCKSPort DirPort NL
383        [At start, exactly once.]
385        Indicates the beginning of a router descriptor.  "nickname" must be a
386        valid router nickname as specified in 2.3.  "address" must be an IPv4
387        address in dotted-quad format.  The last three numbers indicate the
388        TCP ports at which this OR exposes functionality. ORPort is a port at
389        which this OR accepts TLS connections for the main OR protocol;
390        SOCKSPort is deprecated and should always be 0; and DirPort is the
391        port at which this OR accepts directory-related HTTP connections.  If
392        any port is not supported, the value 0 is given instead of a port
393        number.  (At least one of DirPort and ORPort SHOULD be set;
394        authorities MAY reject any descriptor with both DirPort and ORPort of
395        0.)
397     "bandwidth" bandwidth-avg bandwidth-burst bandwidth-observed NL
399        [Exactly once]
401        Estimated bandwidth for this router, in bytes per second.  The
402        "average" bandwidth is the volume per second that the OR is willing to
403        sustain over long periods; the "burst" bandwidth is the volume that
404        the OR is willing to sustain in very short intervals.  The "observed"
405        value is an estimate of the capacity this relay can handle.  The
406        relay remembers the max bandwidth sustained output over any ten
407        second period in the past day, and another sustained input.  The
408        "observed" value is the lesser of these two numbers.
410     "platform" string NL
412        [At most once]
414        A human-readable string describing the system on which this OR is
415        running.  This MAY include the operating system, and SHOULD include
416        the name and version of the software implementing the Tor protocol.
418     "published" YYYY-MM-DD HH:MM:SS NL
420        [Exactly once]
422        The time, in GMT, when this descriptor (and its corresponding
423        extra-info document if any)  was generated.
425     "fingerprint" fingerprint NL
427        [At most once]
429        A fingerprint (a HASH_LEN-byte of asn1 encoded public key, encoded in
430        hex, with a single space after every 4 characters) for this router's
431        identity key. A descriptor is considered invalid (and MUST be
432        rejected) if the fingerprint line does not match the public key.
434        [We didn't start parsing this line until Tor 0.1.0.6-rc; it should
435         be marked with "opt" until earlier versions of Tor are obsolete.]
437     "hibernating" bool NL
439        [At most once]
441        If the value is 1, then the Tor relay was hibernating when the
442        descriptor was published, and shouldn't be used to build circuits.
444        [We didn't start parsing this line until Tor 0.1.0.6-rc; it should be
445         marked with "opt" until earlier versions of Tor are obsolete.]
447     "uptime" number NL
449        [At most once]
451        The number of seconds that this OR process has been running.
453     "onion-key" NL a public key in PEM format
455        [Exactly once]
457        This key is used to encrypt EXTEND cells for this OR.  The key MUST be
458        accepted for at least 1 week after any new key is published in a
459        subsequent descriptor. It MUST be 1024 bits.
461     "signing-key" NL a public key in PEM format
463        [Exactly once]
465        The OR's long-term identity key.  It MUST be 1024 bits.
467     "accept" exitpattern NL
468     "reject" exitpattern NL
470        [Any number]
472        These lines describe an "exit policy": the rules that an OR follows
473        when deciding whether to allow a new stream to a given address.  The
474        'exitpattern' syntax is described below.  There MUST be at least one
475        such entry.  The rules are considered in order; if no rule matches,
476        the address will be accepted.  For clarity, the last such entry SHOULD
477        be accept *:* or reject *:*.
479     "router-signature" NL Signature NL
481        [At end, exactly once]
483        The "SIGNATURE" object contains a signature of the PKCS1-padded
484        hash of the entire router descriptor, taken from the beginning of the
485        "router" line, through the newline after the "router-signature" line.
486        The router descriptor is invalid unless the signature is performed
487        with the router's identity key.
489     "contact" info NL
491        [At most once]
493        Describes a way to contact the relay's administrator, preferably
494        including an email address and a PGP key fingerprint.
496     "family" names NL
498         [At most once]
500         'Names' is a space-separated list of relay nicknames or
501         hexdigests. If two ORs list one another in their "family" entries,
502         then OPs should treat them as a single OR for the purpose of path
503         selection.
505         For example, if node A's descriptor contains "family B", and node B's
506         descriptor contains "family A", then node A and node B should never
507         be used on the same circuit.
509     "read-history" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NUM,NUM,NUM,NUM,NUM... NL
510         [At most once]
511     "write-history" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NUM,NUM,NUM,NUM,NUM... NL
512         [At most once]
514         Declare how much bandwidth the OR has used recently. Usage is divided
515         into intervals of NSEC seconds.  The YYYY-MM-DD HH:MM:SS field
516         defines the end of the most recent interval.  The numbers are the
517         number of bytes used in the most recent intervals, ordered from
518         oldest to newest.
520         [We didn't start parsing these lines until Tor 0.1.0.6-rc; they should
521          be marked with "opt" until earlier versions of Tor are obsolete.]
523         [See also migration notes in section 2.2.1.]
525     "eventdns" bool NL
527         [At most once]
529         Declare whether this version of Tor is using the newer enhanced
530         dns logic.  Versions of Tor with this field set to false SHOULD NOT
531         be used for reverse hostname lookups.
533         [This option is obsolete.  All Tor current relays should be presumed
534          to have the evdns backend.]
536    "caches-extra-info" NL
538        [At most once.]
540        Present only if this router is a directory cache that provides
541        extra-info documents.
543        [Versions before 0.2.0.1-alpha don't recognize this, and versions
544         before 0.1.2.5-alpha will reject descriptors containing it unless
545         it is prefixed with "opt"; it should be so prefixed until these
546         versions are obsolete.]
548    "extra-info-digest" digest NL
550        [At most once]
552        "Digest" is a hex-encoded digest (using upper-case characters) of the
553        router's extra-info document, as signed in the router's extra-info
554        (that is, not including the signature).  (If this field is absent, the
555        router is not uploading a corresponding extra-info document.)
557        [Versions before 0.2.0.1-alpha don't recognize this, and versions
558         before 0.1.2.5-alpha will reject descriptors containing it unless
559         it is prefixed with "opt"; it should be so prefixed until these
560         versions are obsolete.]
562    "hidden-service-dir" *(SP VersionNum) NL
564        [At most once.]
566        Present only if this router stores and serves hidden service
567        descriptors. If any VersionNum(s) are specified, this router
568        supports those descriptor versions. If none are specified, it
569        defaults to version 2 descriptors.
571        [Versions of Tor before 0.1.2.5-alpha rejected router descriptors
572         with unrecognized items; the protocols line should be preceded with
573         an "opt" until these Tors are obsolete.]
575    "protocols" SP "Link" SP LINK-VERSION-LIST SP "Circuit" SP
576           CIRCUIT-VERSION-LIST NL
578        [At most once.]
580        Both lists are space-separated sequences of numbers, to indicate which
581        protocols the server supports.  As of 30 Mar 2008, specified
582        protocols are "Link 1 2 Circuit 1".  See section 4.1 of tor-spec.txt
583        for more information about link protocol versions.
585        [Versions of Tor before 0.1.2.5-alpha rejected router descriptors
586         with unrecognized items; the protocols line should be preceded with
587         an "opt" until these Tors are obsolete.]
589    "allow-single-hop-exits" NL
591        [At most once.]
593        Present only if the router allows single-hop circuits to make exit
594        connections.  Most Tor relays do not support this: this is
595        included for specialized controllers designed to support perspective
596        access and such.
598    "or-address" SP ADDRESS ":" PORTLIST NL
600        [Any number]
602        ADDRESS = IP6ADDR | IP4ADDR
603        IPV6ADDR = an ipv6 address, surrounded by square brackets.
604        IPV4ADDR = an ipv4 address, represented as a dotted quad.
605        PORTLIST = PORTSPEC | PORTSPEC "," PORTLIST
606        PORTSPEC = PORT
607        PORT = a number between 1 and 65535 inclusive.
609        An alternative for the address and ORPort of the "router" line, but with
610        two added capabilities:
612          * or-address can be either an IPv4 or IPv6 address
613          * or-address allows for multiple ORPorts and addresses
615        A descriptor SHOULD NOT include an or-address line that does nothing but
616        duplicate the address:port pair from its "router" line.
618        The ordering of or-address lines and their PORT entries matter because
619        Tor MAY accept a limited number of addresses or ports. As of Tor 0.2.3.x
620        only the first address and the first port are used.
622 2.2. Extra-info documents
624    Extra-info documents consist of the following items:
626     "extra-info" Nickname Fingerprint NL
627         [At start, exactly once.]
629         Identifies what router this is an extra info descriptor for.
630         Fingerprint is encoded in hex (using upper-case letters), with
631         no spaces.
633     "published" YYYY-MM-DD HH:MM:SS NL
635        [Exactly once.]
637        The time, in GMT, when this document (and its corresponding router
638        descriptor if any) was generated.  It MUST match the published time
639        in the corresponding router descriptor.
641     "read-history" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NUM,NUM,NUM,NUM,NUM... NL
642         [At most once.]
643     "write-history" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NUM,NUM,NUM,NUM,NUM... NL
644         [At most once.]
646         As documented in 2.1 above.  See migration notes in section 2.2.1.
648     "geoip-db-digest" Digest NL
649         [At most once.]
651         SHA1 digest of the GeoIP database file that is used to resolve IP
652         addresses to country codes.
654     ("geoip-start-time" YYYY-MM-DD HH:MM:SS NL)
655     ("geoip-client-origins" CC=N,CC=N,... NL)
657         Only generated by bridge routers (see blocking.pdf), and only
658         when they have been configured with a geoip database.
659         Non-bridges SHOULD NOT generate these fields.  Contains a list
660         of mappings from two-letter country codes (CC) to the number
661         of clients that have connected to that bridge from that
662         country (approximate, and rounded up to the nearest multiple of 8
663         in order to hamper traffic analysis).  A country is included
664         only if it has at least one address.  The time in
665         "geoip-start-time" is the time at which we began collecting geoip
666         statistics.
668         "geoip-start-time" and "geoip-client-origins" have been replaced by
669         "bridge-stats-end" and "bridge-stats-ips" in 0.2.2.4-alpha. The
670         reason is that the measurement interval with "geoip-stats" as
671         determined by subtracting "geoip-start-time" from "published" could
672         have had a variable length, whereas the measurement interval in
673         0.2.2.4-alpha and later is set to be exactly 24 hours long. In
674         order to clearly distinguish the new measurement intervals from
675         the old ones, the new keywords have been introduced.
677     "bridge-stats-end" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NL
678         [At most once.]
680         YYYY-MM-DD HH:MM:SS defines the end of the included measurement
681         interval of length NSEC seconds (86400 seconds by default).
683         A "bridge-stats-end" line, as well as any other "bridge-*" line,
684         is only added when the relay has been running as a bridge for at
685         least 24 hours.
687     "bridge-ips" CC=N,CC=N,... NL
688         [At most once.]
690         List of mappings from two-letter country codes to the number of
691         unique IP addresses that have connected from that country to the
692         bridge and which are no known relays, rounded up to the nearest
693         multiple of 8.
695     "dirreq-stats-end" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NL
696         [At most once.]
698         YYYY-MM-DD HH:MM:SS defines the end of the included measurement
699         interval of length NSEC seconds (86400 seconds by default).
701         A "dirreq-stats-end" line, as well as any other "dirreq-*" line,
702         is only added when the relay has opened its Dir port and after 24
703         hours of measuring directory requests.
705     "dirreq-v2-ips" CC=N,CC=N,... NL
706         [At most once.]
707     "dirreq-v3-ips" CC=N,CC=N,... NL
708         [At most once.]
710         List of mappings from two-letter country codes to the number of
711         unique IP addresses that have connected from that country to
712         request a v2/v3 network status, rounded up to the nearest multiple
713         of 8. Only those IP addresses are counted that the directory can
714         answer with a 200 OK status code.
716     "dirreq-v2-reqs" CC=N,CC=N,... NL
717         [At most once.]
718     "dirreq-v3-reqs" CC=N,CC=N,... NL
719         [At most once.]
721         List of mappings from two-letter country codes to the number of
722         requests for v2/v3 network statuses from that country, rounded up
723         to the nearest multiple of 8. Only those requests are counted that
724         the directory can answer with a 200 OK status code.
726     "dirreq-v2-share" num% NL
727         [At most once.]
728     "dirreq-v3-share" num% NL
729         [At most once.]
731         The share of v2/v3 network status requests that the directory
732         expects to receive from clients based on its advertised bandwidth
733         compared to the overall network bandwidth capacity. Shares are
734         formatted in percent with two decimal places. Shares are
735         calculated as means over the whole 24-hour interval.
737     "dirreq-v2-resp" status=num,... NL
738         [At most once.]
739     "dirreq-v3-resp" status=nul,... NL
740         [At most once.]
742         List of mappings from response statuses to the number of requests
743         for v2/v3 network statuses that were answered with that response
744         status, rounded up to the nearest multiple of 4. Only response
745         statuses with at least 1 response are reported. New response
746         statuses can be added at any time. The current list of response
747         statuses is as follows:
749         "ok": a network status request is answered; this number
750            corresponds to the sum of all requests as reported in
751            "dirreq-v2-reqs" or "dirreq-v3-reqs", respectively, before
752            rounding up.
753         "not-enough-sigs: a version 3 network status is not signed by a
754            sufficient number of requested authorities.
755         "unavailable": a requested network status object is unavailable.
756         "not-found": a requested network status is not found.
757         "not-modified": a network status has not been modified since the
758            If-Modified-Since time that is included in the request.
759         "busy": the directory is busy.
761     "dirreq-v2-direct-dl" key=val,... NL
762         [At most once.]
763     "dirreq-v3-direct-dl" key=val,... NL
764         [At most once.]
765     "dirreq-v2-tunneled-dl" key=val,... NL
766         [At most once.]
767     "dirreq-v3-tunneled-dl" key=val,... NL
768         [At most once.]
770         List of statistics about possible failures in the download process
771         of v2/v3 network statuses. Requests are either "direct"
772         HTTP-encoded requests over the relay's directory port, or
773         "tunneled" requests using a BEGIN_DIR cell over the relay's OR
774         port. The list of possible statistics can change, and statistics
775         can be left out from reporting. The current list of statistics is
776         as follows:
778         Successful downloads and failures:
780         "complete": a client has finished the download successfully.
781         "timeout": a download did not finish within 10 minutes after
782            starting to send the response.
783         "running": a download is still running at the end of the
784            measurement period for less than 10 minutes after starting to
785            send the response.
787         Download times:
789         "min", "max": smallest and largest measured bandwidth in B/s.
790         "d[1-4,6-9]": 1st to 4th and 6th to 9th decile of measured
791            bandwidth in B/s. For a given decile i, i/10 of all downloads
792            had a smaller bandwidth than di, and (10-i)/10 of all downloads
793            had a larger bandwidth than di.
794         "q[1,3]": 1st and 3rd quartile of measured bandwidth in B/s. One
795            fourth of all downloads had a smaller bandwidth than q1, one
796            fourth of all downloads had a larger bandwidth than q3, and the
797            remaining half of all downloads had a bandwidth between q1 and
798            q3.
799         "md": median of measured bandwidth in B/s. Half of the downloads
800            had a smaller bandwidth than md, the other half had a larger
801            bandwidth than md.
803     "dirreq-read-history" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NUM,NUM,NUM... NL
804         [At most once]
805     "dirreq-write-history" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NUM,NUM,NUM... NL
806         [At most once]
808         Declare how much bandwidth the OR has spent on answering directory
809         requests.  Usage is divided into intervals of NSEC seconds.  The
810         YYYY-MM-DD HH:MM:SS field defines the end of the most recent
811         interval.  The numbers are the number of bytes used in the most
812         recent intervals, ordered from oldest to newest.
814     "entry-stats-end" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NL
815         [At most once.]
817         YYYY-MM-DD HH:MM:SS defines the end of the included measurement
818         interval of length NSEC seconds (86400 seconds by default).
820         An "entry-stats-end" line, as well as any other "entry-*"
821         line, is first added after the relay has been running for at least
822         24 hours.
824     "entry-ips" CC=N,CC=N,... NL
825         [At most once.]
827         List of mappings from two-letter country codes to the number of
828         unique IP addresses that have connected from that country to the
829         relay and which are no known other relays, rounded up to the
830         nearest multiple of 8.
832     "cell-stats-end" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NL
833         [At most once.]
835         YYYY-MM-DD HH:MM:SS defines the end of the included measurement
836         interval of length NSEC seconds (86400 seconds by default).
838         A "cell-stats-end" line, as well as any other "cell-*" line,
839         is first added after the relay has been running for at least 24
840         hours.
842     "cell-processed-cells" num,...,num NL
843         [At most once.]
845         Mean number of processed cells per circuit, subdivided into
846         deciles of circuits by the number of cells they have processed in
847         descending order from loudest to quietest circuits.
849     "cell-queued-cells" num,...,num NL
850         [At most once.]
852         Mean number of cells contained in queues by circuit decile. These
853         means are calculated by 1) determining the mean number of cells in
854         a single circuit between its creation and its termination and 2)
855         calculating the mean for all circuits in a given decile as
856         determined in "cell-processed-cells". Numbers have a precision of
857         two decimal places.
859     "cell-time-in-queue" num,...,num NL
860         [At most once.]
862         Mean time cells spend in circuit queues in milliseconds. Times are
863         calculated by 1) determining the mean time cells spend in the
864         queue of a single circuit and 2) calculating the mean for all
865         circuits in a given decile as determined in
866         "cell-processed-cells".
868     "cell-circuits-per-decile" num NL
869         [At most once.]
871         Mean number of circuits that are included in any of the deciles,
872         rounded up to the next integer.
874     "conn-bi-direct" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) BELOW,READ,WRITE,BOTH NL
875         [At most once]
877         Number of connections, split into 10-second intervals, that are
878         used uni-directionally or bi-directionally as observed in the NSEC
879         seconds (usually 86400 seconds) before YYYY-MM-DD HH:MM:SS.  Every
880         10 seconds, we determine for every connection whether we read and
881         wrote less than a threshold of 20 KiB (BELOW), read at least 10
882         times more than we wrote (READ), wrote at least 10 times more than
883         we read (WRITE), or read and wrote more than the threshold, but
884         not 10 times more in either direction (BOTH).  After classifying a
885         connection, read and write counters are reset for the next
886         10-second interval.
888     "exit-stats-end" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NL
889         [At most once.]
891         YYYY-MM-DD HH:MM:SS defines the end of the included measurement
892         interval of length NSEC seconds (86400 seconds by default).
894         An "exit-stats-end" line, as well as any other "exit-*" line, is
895         first added after the relay has been running for at least 24 hours
896         and only if the relay permits exiting (where exiting to a single
897         port and IP address is sufficient).
899     "exit-kibibytes-written" port=N,port=N,... NL
900         [At most once.]
901     "exit-kibibytes-read" port=N,port=N,... NL
902         [At most once.]
904         List of mappings from ports to the number of kibibytes that the
905         relay has written to or read from exit connections to that port,
906         rounded up to the next full kibibyte.  Relays may limit the
907         number of listed ports and subsume any remaining kibibytes under
908         port "other".
910     "exit-streams-opened" port=N,port=N,... NL
911         [At most once.]
913         List of mappings from ports to the number of opened exit streams
914         to that port, rounded up to the nearest multiple of 4.  Relays may
915         limit the number of listed ports and subsume any remaining opened
916         streams under port "other".
918     "router-signature" NL Signature NL
919         [At end, exactly once.]
921         A document signature as documented in section 1.3, using the
922         initial item "extra-info" and the final item "router-signature",
923         signed with the router's identity key.
925 2.2.1. Moving history fields to extra-info documents.
927    Tools that want to use the read-history and write-history values SHOULD
928    download extra-info documents as well as router descriptors.  Such
929    tools SHOULD accept history values from both sources; if they appear in
930    both documents, the values in the extra-info documents are authoritative.
932    New versions of Tor no longer generate router descriptors
933    containing read-history or write-history.  Tools should continue to
934    accept read-history and write-history values in router descriptors
935    produced by older versions of Tor until all Tor versions earlier
936    than 0.2.0.x are obsolete.
938 2.3. Nonterminals in router descriptors
940    nickname ::= between 1 and 19 alphanumeric characters ([A-Za-z0-9]),
941       case-insensitive.
942    hexdigest ::= a '$', followed by 40 hexadecimal characters
943       ([A-Fa-f0-9]). [Represents a relay by the digest of its identity
944       key.]
946    exitpattern ::= addrspec ":" portspec
947    portspec ::= "*" | port | port "-" port
948    port ::= an integer between 1 and 65535, inclusive.
950       [Some implementations incorrectly generate ports with value 0.
951        Implementations SHOULD accept this, and SHOULD NOT generate it.
952        Connections to port 0 are never permitted.]
954    addrspec ::= "*" | ip4spec | ip6spec
955    ipv4spec ::= ip4 | ip4 "/" num_ip4_bits | ip4 "/" ip4mask
956    ip4 ::= an IPv4 address in dotted-quad format
957    ip4mask ::= an IPv4 mask in dotted-quad format
958    num_ip4_bits ::= an integer between 0 and 32
959    ip6spec ::= ip6 | ip6 "/" num_ip6_bits
960    ip6 ::= an IPv6 address, surrounded by square brackets.
961    num_ip6_bits ::= an integer between 0 and 128
963    bool ::= "0" | "1"
965 3. Formats produced by directory authorities.
967    Every authority has two keys used in this protocol: a signing key, and
968    an authority identity key.  (Authorities also have a router identity
969    key used in their role as a router and by earlier versions of the
970    directory protocol.)  The identity key is used from time to time to
971    sign new key certificates using new signing keys; it is very sensitive.
972    The signing key is used to sign key certificates and status documents.
974    There are three kinds of documents generated by directory authorities:
976      Key certificates
977      Status votes
978      Status consensuses
980    Each is discussed below.
982 3.1. Key certificates
984    Key certificates consist of the following items:
986     "dir-key-certificate-version" version NL
988         [At start, exactly once.]
990         Determines the version of the key certificate.  MUST be "3" for
991         the protocol described in this document.  Implementations MUST
992         reject formats they don't understand.
994     "dir-address" IPPort NL
995         [At most once]
997         An IP:Port for this authority's directory port.
999     "fingerprint" fingerprint NL
1001         [Exactly once.]
1003         Hexadecimal encoding without spaces based on the authority's
1004         identity key.
1006     "dir-identity-key" NL a public key in PEM format
1008         [Exactly once.]
1010         The long-term authority identity key for this authority.  This key
1011         SHOULD be at least 2048 bits long; it MUST NOT be shorter than
1012         1024 bits.
1014     "dir-key-published" YYYY-MM-DD HH:MM:SS NL
1016         [Exactly once.]
1018         The time (in GMT) when this document and corresponding key were
1019         last generated.
1021     "dir-key-expires" YYYY-MM-DD HH:MM:SS NL
1023         [Exactly once.]
1025         A time (in GMT) after which this key is no longer valid.
1027     "dir-signing-key" NL a key in PEM format
1029         [Exactly once.]
1031         The directory server's public signing key.  This key MUST be at
1032         least 1024 bits, and MAY be longer.
1034     "dir-key-crosscert" NL CrossSignature NL
1036         [At most once.]
1038         NOTE: Authorities MUST include this field in all newly generated
1039         certificates.  A future version of this specification will make
1040         the field required.
1042         CrossSignature is a signature, made using the certificate's signing
1043         key, of the digest of the PKCS1-padded hash of the certificate's
1044         identity key.  For backward compatibility with broken versions of the
1045         parser, we wrap the base64-encoded signature in -----BEGIN ID
1046         SIGNATURE---- and -----END ID SIGNATURE----- tags.  Implementations
1047         MUST allow the "ID " portion to be omitted, however.
1049         When encountering a certificate with a dir-key-crosscert entry,
1050         implementations MUST verify that the signature is a correct signature
1051         of the hash of the identity key using the signing key.
1053     "dir-key-certification" NL Signature NL
1055         [At end, exactly once.]
1057         A document signature as documented in section 1.3, using the
1058         initial item "dir-key-certificate-version" and the final item
1059         "dir-key-certification", signed with the authority identity key.
1061    Authorities MUST generate a new signing key and corresponding
1062    certificate before the key expires.
1064 3.2. Microdescriptors
1066    Microdescriptors are a stripped-down version of router descriptors
1067    generated by the directory authorities which may additionally contain
1068    authority-generated information.  Microdescriptors contain only the
1069    most relevant parts that clients care about.  Microdescriptors are
1070    expected to be relatively static and only change about once per week.
1071    Microdescriptors do not contain any information that clients need to
1072    use to decide which servers to fetch information about, or which
1073    servers to fetch information from.
1075    Microdescriptors are a straight transform from the router descriptor
1076    and the consensus method.  Microdescriptors have no header or footer.
1077    Microdescriptors are identified by the hash of its concatenated
1078    elements without a signature by the router.  Microdescriptors do not
1079    contain any version information, because their version is determined
1080    by the consensus method.
1082 3.2.1. Microdescriptors in consensus method 8 or later
1084    Starting with consensus method 8, microdescriptors contain the
1085    following elements taken from or based on the router descriptor.  Order
1086    matters here, because different directory authorities must be able to
1087    transform a given router descriptor and consensus method into the exact
1088    same microdescriptor.
1090      "onion-key" NL a public key in PEM format
1092         [Exactly once, at start]
1094         The "onion-key" element as specified in 2.1.
1096      "family" names NL
1098         [At most once]
1100         The "family" element as specified in 2.1.
1102      "p" SP ("accept" / "reject") SP PortList NL
1104         [At most once]
1106         The exit-policy summary as specified in 3.3 and 3.5.2.  A missing
1107         "p" line is equivalent to "p reject 1-65535".
1109         [With microdescriptors, clients don't learn exact exit policies:
1110         clients can only guess whether a relay accepts their request, try the
1111         BEGIN request, and might get end-reason-exit-policy if they guessed
1112         wrong, in which case they'll have to try elsewhere.]
1114    (Note that with microdescriptors, clients do not learn the identity of
1115    their routers: they only learn a hash of the identity key.  This is all
1116    they need to confirm the actual identity key when doing a TLS handshake,
1117    and all they need to put the identity key digest in their cREATE cells.)
1119 3.3. Vote and consensus status documents
1121    Votes and consensuses are more strictly formatted then other documents
1122    in this specification, since different authorities must be able to
1123    generate exactly the same consensus given the same set of votes.
1125    The procedure for deciding when to generate vote and consensus status
1126    documents are described in section 1.4 on the voting timeline.
1128    Status documents contain a preamble, an authority section, a list of
1129    router status entries, and one or more footer signature, in that order.
1131    Unlike other formats described above, a SP in these documents must be a
1132    single space character (hex 20).
1134    Some items appear only in votes, and some items appear only in
1135    consensuses.  Unless specified, items occur in both.
1137    The preamble contains the following items.  They MUST occur in the
1138    order given here:
1140     "network-status-version" SP version NL.
1142         [At start, exactly once.]
1144         A document format version.  For this specification, the version is
1145         "3".
1147     "vote-status" SP type NL
1149         [Exactly once.]
1151         The status MUST be "vote" or "consensus", depending on the type of
1152         the document.
1154     "consensus-methods" SP IntegerList NL
1156         [At most once for votes; does not occur in consensuses.]
1158         A space-separated list of supported methods for generating
1159         consensuses from votes.  See section 3.5.1 for details.  Method "1"
1160         MUST be included.
1162     "consensus-method" SP Integer NL
1164         [At most once for consensuses; does not occur in votes.]
1166         See section 3.5.1 for details.
1168         (Only included when the vote is generated with consensus-method 2 or
1169         later.)
1171     "published" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
1173         [Exactly once for votes; does not occur in consensuses.]
1175         The publication time for this status document (if a vote).
1177     "valid-after" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
1179         [Exactly once.]
1181         The start of the Interval for this vote.  Before this time, the
1182         consensus document produced from this vote should not be used.
1183         See 1.4 for voting timeline information.
1185     "fresh-until" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
1187         [Exactly once.]
1189         The time at which the next consensus should be produced; before this
1190         time, there is no point in downloading another consensus, since there
1191         won't be a new one.  See 1.4 for voting timeline information.
1193     "valid-until" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
1195         [Exactly once.]
1197         The end of the Interval for this vote.  After this time, the
1198         consensus produced by this vote should not be used.  See 1.4 for
1199         voting timeline information.
1201     "voting-delay" SP VoteSeconds SP DistSeconds NL
1203         [Exactly once.]
1205         VoteSeconds is the number of seconds that we will allow to collect
1206         votes from all authorities; DistSeconds is the number of seconds
1207         we'll allow to collect signatures from all authorities. See 1.4 for
1208         voting timeline information.
1210     "client-versions" SP VersionList NL
1212         [At most once.]
1214         A comma-separated list of recommended Tor versions for client
1215         usage, in ascending order. The versions are given as defined by
1216         version-spec.txt. If absent, no opinion is held about client
1217         versions.
1219     "server-versions" SP VersionList NL
1221         [At most once.]
1223         A comma-separated list of recommended Tor versions for relay
1224         usage, in ascending order. The versions are given as defined by
1225         version-spec.txt. If absent, no opinion is held about server
1226         versions.
1228     "known-flags" SP FlagList NL
1230         [Exactly once.]
1232         A space-separated list of all of the flags that this document
1233         might contain.  A flag is "known" either because the authority
1234         knows about them and might set them (if in a vote), or because
1235         enough votes were counted for the consensus for an authoritative
1236         opinion to have been formed about their status.
1238     "params" SP [Parameters] NL
1240         [At most once]
1242         Parameter ::= Keyword '=' Int32
1243         Int32 ::= A decimal integer between -2147483648 and 2147483647.
1244         Parameters ::= Parameter | Parameters SP Parameter
1246         The parameters list, if present, contains a space-separated list of
1247         case-sensitive key-value pairs, sorted in lexical order by their
1248         keyword (as ASCII byte strings). Each parameter has its own meaning.
1250         (Only included when the vote is generated with consensus-method 7 or
1251         later.)
1253         Commonly used "param" arguments at this point include:
1255         "circwindow" -- the default package window that circuits should
1256         be established with. It started out at 1000 cells, but some
1257         research indicates that a lower value would mean fewer cells in
1258         transit in the network at any given time. Obeyed by Tor 0.2.1.20
1259         and later.
1260         Min: 100, Max: 1000
1262         "CircuitPriorityHalflifeMsec" -- the halflife parameter used when
1263         weighting which circuit will send the next cell. Obeyed by Tor
1264         0.2.2.10-alpha and later.  (Versions of Tor between 0.2.2.7-alpha
1265         and 0.2.2.10-alpha recognized a "CircPriorityHalflifeMsec" parameter,
1266         but mishandled it badly.)
1267         Min: -1, Max: 2147483647 (INT32_MAX)
1269         "perconnbwrate" and "perconnbwburst" -- if set, each relay sets
1270         up a separate token bucket for every client OR connection,
1271         and rate limits that connection indepedently. Typically left
1272         unset, except when used for performance experiments around trac
1273         entry 1750. Only honored by relays running Tor 0.2.2.16-alpha
1274         and later. (Note that relays running 0.2.2.7-alpha through
1275         0.2.2.14-alpha looked for bwconnrate and bwconnburst, but then
1276         did the wrong thing with them; see bug 1830 for details.)
1277         Min: 1, Max: 2147483647 (INT32_MAX)
1279         "refuseunknownexits" -- if set to one, exit relays look at
1280         the previous hop of circuits that ask to open an exit stream,
1281         and refuse to exit if they don't recognize it as a relay. The
1282         goal is to make it harder for people to use them as one-hop
1283         proxies. See trac entry 1751 for details.
1284         Min: 0, Max: 1
1286         "cbtdisabled", "cbtnummodes", "cbtrecentcount", "cbtmaxtimeouts",
1287         "cbtmincircs", "cbtquantile", "cbtclosequantile", "cbttestfreq",
1288         "cbtmintimeout", and "cbtinitialtimeout" -- see "2.4.5. Consensus
1289         parameters governing behavior" in path-spec.txt for a series of
1290         circuit build time related consensus params.
1292         "UseOptimisticData" -- If set to zero, clients by default
1293         shouldn't try to send optimistic data to servers until they have
1294         received a RELAY_CONNECTED cell.
1295         Min: 0, Max: 1
1297    The authority section of a vote contains the following items, followed
1298    in turn by the authority's current key certificate:
1300     "dir-source" SP nickname SP identity SP address SP IP SP dirport SP
1301        orport NL
1303         [Exactly once, at start]
1305         Describes this authority.  The nickname is a convenient identifier
1306         for the authority.  The identity is an uppercase hex fingerprint of
1307         the authority's current (v3 authority) identity key.  The address is
1308         the server's hostname.  The IP is the server's current IP address,
1309         and dirport is its current directory port. XXXXorport
1311     "contact" SP string NL
1313         [Exactly once.]
1315         An arbitrary string describing how to contact the directory
1316         server's administrator.  Administrators should include at least an
1317         email address and a PGP fingerprint.
1319     "legacy-dir-key" SP FINGERPRINT NL
1321         [At most once]
1323         Lists a fingerprint for an obsolete _identity_ key still used
1324         by this authority to keep older clients working.  This option
1325         is used to keep key around for a little while in case the
1326         authorities need to migrate many identity keys at once.
1327         (Generally, this would only happen because of a security
1328         vulnerability that affected multiple authorities, like the
1329         Debian OpenSSL RNG bug of May 2008.)
1331    The authority section of a consensus contains groups the following items,
1332    in the order given, with one group for each authority that contributed to
1333    the consensus, with groups sorted by authority identity digest:
1335     "dir-source" SP nickname SP identity SP address SP IP SP dirport SP
1336        orport NL
1338         [Exactly once, at start]
1340         As in the authority section of a vote.
1342     "contact" SP string NL
1344         [Exactly once.]
1346         As in the authority section of a vote.
1348     "vote-digest" SP digest NL
1350         [Exactly once.]
1352         A digest of the vote from the authority that contributed to this
1353         consensus, as signed (that is, not including the signature).
1354         (Hex, upper-case.)
1356    Each router status entry contains the following items.  Router status
1357    entries are sorted in ascending order by identity digest.
1359     "r" SP nickname SP identity SP digest SP publication SP IP SP ORPort
1360         SP DirPort NL
1362         [At start, exactly once.]
1364         "Nickname" is the OR's nickname.  "Identity" is a hash of its
1365         identity key, encoded in base64, with trailing equals sign(s)
1366         removed.  "Digest" is a hash of its most recent descriptor as
1367         signed (that is, not including the signature), encoded in base64.
1368         "Publication" is the
1369         publication time of its most recent descriptor, in the form
1370         YYYY-MM-DD HH:MM:SS, in GMT.  "IP" is its current IP address;
1371         ORPort is its current OR port, "DirPort" is its current directory
1372         port, or "0" for "none".
1374     "s" SP Flags NL
1376         [Exactly once.]
1378         A series of space-separated status flags, in lexical order (as ASCII
1379         byte strings).  Currently documented flags are:
1381           "Authority" if the router is a directory authority.
1382           "BadExit" if the router is believed to be useless as an exit node
1383              (because its ISP censors it, because it is behind a restrictive
1384              proxy, or for some similar reason).
1385           "BadDirectory" if the router is believed to be useless as a
1386              directory cache (because its directory port isn't working,
1387              its bandwidth is always throttled, or for some similar
1388              reason).
1389           "Exit" if the router is more useful for building
1390              general-purpose exit circuits than for relay circuits.  The
1391              path building algorithm uses this flag; see path-spec.txt.
1392           "Fast" if the router is suitable for high-bandwidth circuits.
1393           "Guard" if the router is suitable for use as an entry guard.
1394           "HSDir" if the router is considered a v2 hidden service directory.
1395           "Named" if the router's identity-nickname mapping is canonical,
1396              and this authority binds names.
1397           "Stable" if the router is suitable for long-lived circuits.
1398           "Running" if the router is currently usable.
1399           "Unnamed" if another router has bound the name used by this
1400              router, and this authority binds names.
1401           "Valid" if the router has been 'validated'.
1402           "V2Dir" if the router implements the v2 directory protocol.
1403           "V3Dir" if the router implements this protocol.
1405     "v" SP version NL
1407         [At most once.]
1409         The version of the Tor protocol that this relay is running.  If
1410         the value begins with "Tor" SP, the rest of the string is a Tor
1411         version number, and the protocol is "The Tor protocol as supported
1412         by the given version of Tor."  Otherwise, if the value begins with
1413         some other string, Tor has upgraded to a more sophisticated
1414         protocol versioning system, and the protocol is "a version of the
1415         Tor protocol more recent than any we recognize."
1417         Directory authorities SHOULD omit version strings they receive from
1418         descriptors if they would cause "v" lines to be over 128 characters
1419         long.
1421     "w" SP "Bandwidth=" INT [SP "Measured=" INT] NL
1423         [At most once.]
1425         An estimate of the bandwidth of this relay, in an arbitrary
1426         unit (currently kilobytes per second).  Used to weight router
1427         selection.
1429         Additionally, the Measured= keyword is present in votes by
1430         participating bandwidth measurement authorities to indicate
1431         a measured bandwidth currently produced by measuring stream
1432         capacities.
1434         Other weighting keywords may be added later.
1435         Clients MUST ignore keywords they do not recognize.
1437     "p" SP ("accept" / "reject") SP PortList NL
1439         [At most once.]
1441         PortList = PortOrRange
1442         PortList = PortList "," PortOrRange
1443         PortOrRange = INT "-" INT / INT
1445         A list of those ports that this router supports (if 'accept')
1446         or does not support (if 'reject') for exit to "most
1447         addresses".
1449      "m" SP methods 1*(SP algorithm "=" digest) NL
1451         [Any number, only in votes.]
1453         Microdescriptor hashes for all consensus methods that an authority
1454         supports and that use the same microdescriptor format.  "methods"
1455         is a comma-separated list of the consensus methods that the
1456         authority believes will produce "digest".  "algorithm" is the name
1457         of the hash algorithm producing "digest", which can be "sha256" or
1458         something else, depending on the consensus "methods" supporting
1459         this algorithm.  "digest" is the base64 encoding of the hash of
1460         the router's microdescriptor with trailing =s omitted.
1462    The footer section is delineated in all votes and consensuses supporting
1463    consensus method 9 and above with the following:
1465     "directory-footer" NL
1467    It contains two subsections, a bandwidths-weights line and a
1468    directory-signature.
1470    The bandwidths-weights line appears At Most Once for a consensus. It does
1471    not appear in votes.
1473     "bandwidth-weights" SP
1474        "Wbd=" INT SP "Wbe=" INT SP "Wbg=" INT SP "Wbm=" INT SP
1475        "Wdb=" INT SP
1476        "Web=" INT SP "Wed=" INT SP "Wee=" INT SP "Weg=" INT SP "Wem=" INT SP
1477        "Wgb=" INT SP "Wgd=" INT SP "Wgg=" INT SP "Wgm=" INT SP
1478        "Wmb=" INT SP "Wmd=" INT SP "Wme=" INT SP "Wmg=" INT SP "Wmm=" INT NL
1480        These values represent the weights to apply to router bandwidths
1481        during path selection. They are sorted in lexical order (as ASCII byte
1482        strings). The integer values are divided by BW_WEIGHT_SCALE=10000 or
1483        the consensus param "bwweightscale". They are:
1485          Wgg - Weight for Guard-flagged nodes in the guard position
1486          Wgm - Weight for non-flagged nodes in the guard Position
1487          Wgd - Weight for Guard+Exit-flagged nodes in the guard Position
1489          Wmg - Weight for Guard-flagged nodes in the middle Position
1490          Wmm - Weight for non-flagged nodes in the middle Position
1491          Wme - Weight for Exit-flagged nodes in the middle Position
1492          Wmd - Weight for Guard+Exit flagged nodes in the middle Position
1494          Weg - Weight for Guard flagged nodes in the exit Position
1495          Wem - Weight for non-flagged nodes in the exit Position
1496          Wee - Weight for Exit-flagged nodes in the exit Position
1497          Wed - Weight for Guard+Exit-flagged nodes in the exit Position
1499          Wgb - Weight for BEGIN_DIR-supporting Guard-flagged nodes
1500          Wmb - Weight for BEGIN_DIR-supporting non-flagged nodes
1501          Web - Weight for BEGIN_DIR-supporting Exit-flagged nodes
1502          Wdb - Weight for BEGIN_DIR-supporting Guard+Exit-flagged nodes
1504          Wbg - Weight for Guard flagged nodes for BEGIN_DIR requests
1505          Wbm - Weight for non-flagged nodes for BEGIN_DIR requests
1506          Wbe - Weight for Exit-flagged nodes for BEGIN_DIR requests
1507          Wbd - Weight for Guard+Exit-flagged nodes for BEGIN_DIR requests
1509        These values are calculated as specified in Section 3.5.3.
1511    The signature contains the following item, which appears Exactly Once
1512    for a vote, and At Least Once for a consensus.
1514     "directory-signature" SP identity SP signing-key-digest NL Signature
1516         This is a signature of the status document, with the initial item
1517         "network-status-version", and the signature item
1518         "directory-signature", using the signing key.  (In this case, we take
1519         the hash through the _space_ after directory-signature, not the
1520         newline: this ensures that all authorities sign the same thing.)
1521         "identity" is the hex-encoded digest of the authority identity key of
1522         the signing authority, and "signing-key-digest" is the hex-encoded
1523         digest of the current authority signing key of the signing authority.
1525 3.4. Assigning flags in a vote
1527    (This section describes how directory authorities choose which status
1528    flags to apply to routers, as of Tor 0.2.0.0-alpha-dev. Later directory
1529    authorities MAY do things differently, so long as clients keep working
1530    well.  Clients MUST NOT depend on the exact behaviors in this section.)
1532    In the below definitions, a router is considered "active" if it is
1533    running, valid, and not hibernating.
1535    "Valid" -- a router is 'Valid' if it is running a version of Tor not
1536    known to be broken, and the directory authority has not blacklisted
1537    it as suspicious.
1539    "Named" -- Directory authority administrators may decide to support name
1540    binding.  If they do, then they must maintain a file of
1541    nickname-to-identity-key mappings, and try to keep this file consistent
1542    with other directory authorities.  If they don't, they act as clients, and
1543    report bindings made by other directory authorities (name X is bound to
1544    identity Y if at least one binding directory lists it, and no directory
1545    binds X to some other Y'.)  A router is called 'Named' if the router
1546    believes the given name should be bound to the given key.
1548         Two strategies exist on the current network for deciding on
1549         values for the Named flag.  In the original version, relay
1550         operators were asked to send nickname-identity pairs to a
1551         mailing list of Naming directory authorities' operators.  The
1552         operators were then supposed to add the pairs to their
1553         mapping files; in practice, they didn't get to this often.
1555         Newer Naming authorities run a script that registers routers
1556         in their mapping files once the routers have been online at
1557         least two weeks, no other router has that nickname, and no
1558         other router has wanted the nickname for a month.  If a router
1559         has not been online for six months, the router is removed.
1561    "Unnamed" -- Directory authorities that support naming should vote for a
1562    router to be 'Unnamed' if its given nickname is mapped to a different
1563    identity.
1565    "Running" -- A router is 'Running' if the authority managed to connect to
1566    it successfully within the last 45 minutes.
1568    "Stable" -- A router is 'Stable' if it is active, and either its Weighted
1569    MTBF is at least the median for known active routers or its Weighted MTBF
1570    corresponds to at least 7 days. Routers are never called Stable if they are
1571    running a version of Tor known to drop circuits stupidly.  (0.1.1.10-alpha
1572    through 0.1.1.16-rc are stupid this way.)
1574         To calculate weighted MTBF, compute the weighted mean of the lengths
1575         of all intervals when the router was observed to be up, weighting
1576         intervals by $\alpha^n$, where $n$ is the amount of time that has
1577         passed since the interval ended, and $\alpha$ is chosen so that
1578         measurements over approximately one month old no longer influence the
1579         weighted MTBF much.
1581         [XXXX what happens when we have less than 4 days of MTBF info.]
1583    "Exit" -- A router is called an 'Exit' iff it allows exits to at
1584    least two of the ports 80, 443, and 6667 and allows exits to at
1585    least one /8 address space.
1587    "Fast" -- A router is 'Fast' if it is active, and its bandwidth is
1588    either in the top 7/8ths for known active routers or at least some
1589    minimum (20KB/s until 0.2.3.7-alpha, and 100KB/s after that).
1591    "Guard" -- A router is a possible 'Guard' if its Weighted Fractional
1592    Uptime is at least the median for "familiar" active routers, and if
1593    its bandwidth is at least median or at least 250KB/s.
1595         To calculate weighted fractional uptime, compute the fraction
1596         of time that the router is up in any given day, weighting so that
1597         downtime and uptime in the past counts less.
1599         A node is 'familiar' if 1/8 of all active nodes have appeared more
1600         recently than it, OR it has been around for a few weeks.
1602    "Authority" -- A router is called an 'Authority' if the authority
1603    generating the network-status document believes it is an authority.
1605    "V2Dir" -- A router supports the v2 directory protocol if it has an open
1606    directory port, and it is running a version of the directory protocol that
1607    supports the functionality clients need.  (Currently, this is
1608    0.1.1.9-alpha or later.)
1610    "V3Dir" -- A router supports the v3 directory protocol if it has an open
1611    directory port, and it is running a version of the directory protocol that
1612    supports the functionality clients need.  (Currently, this is
1613    0.2.0.?????-alpha or later.)
1615    "HSDir" -- A router is a v2 hidden service directory if it stores and
1616    serves v2 hidden service descriptors and the authority managed to connect
1617    to it successfully within the last 24 hours.
1619    Directory server administrators may label some relays or IPs as
1620    blacklisted, and elect not to include them in their network-status lists.
1622    Authorities SHOULD 'disable' any relays in excess of 3 on any single IP.
1623    When there are more than 3 to choose from, authorities should first prefer
1624    authorities to non-authorities, then prefer Running to non-Running, and
1625    then prefer high-bandwidth to low-bandwidth.  To 'disable' a relay, the
1626    authority *should* advertise it without the Running or Valid flag.
1628    Thus, the network-status vote includes all non-blacklisted,
1629    non-expired, non-superseded descriptors.
1631    The bandwidth in a "w" line should be taken as the best estimate
1632    of the router's actual capacity that the authority has.  For now,
1633    this should be the lesser of the observed bandwidth and bandwidth
1634    rate limit from the router descriptor.  It is given in kilobytes
1635    per second, and capped at some arbitrary value (currently 10 MB/s).
1637    The Measured= keyword on a "w" line vote is currently computed
1638    by multiplying the previous published consensus bandwidth by the
1639    ratio of the measured average node stream capacity to the network
1640    average. If 3 or more authorities provide a Measured= keyword for
1641    a router, the authorities produce a consensus containing a "w"
1642    Bandwidth= keyword equal to the median of the Measured= votes.
1644    The ports listed in a "p" line should be taken as those ports for
1645    which the router's exit policy permits 'most' addresses, ignoring any
1646    accept not for all addresses, ignoring all rejects for private
1647    netblocks.  "Most" addresses are permitted if no more than 2^25
1648    IPv4 addresses (two /8 networks) were blocked.  The list is encoded
1649    as described in 3.5.2.
1651 3.5. Computing a consensus from a set of votes
1653    Given a set of votes, authorities compute the contents of the consensus
1654    document as follows:
1656      The "valid-after", "valid-until", and "fresh-until" times are taken as
1657      the median of the respective values from all the votes.
1659      The times in the "voting-delay" line are taken as the median of the
1660      VoteSeconds and DistSeconds times in the votes.
1662      Known-flags is the union of all flags known by any voter.
1664      Entries are given on the "params" line for every keyword on which a
1665      majority of authorities (total authorities, not just those
1666      participating in this vote) voted on, or if at least three
1667      authorities voted for that parameter. The values given are the
1668      low-median of all votes on that keyword.
1670      Consensus methods 11 and before, entries are given on the "params"
1671      line for every keyword on which any authority voted, the value given
1672      being the low-median of all votes on that keyword.
1674     "client-versions" and "server-versions" are sorted in ascending
1675      order; A version is recommended in the consensus if it is recommended
1676      by more than half of the voting authorities that included a
1677      client-versions or server-versions lines in their votes.
1679      The authority item groups (dir-source, contact, fingerprint,
1680      vote-digest) are taken from the votes of the voting
1681      authorities. These groups are sorted by the digests of the
1682      authorities identity keys, in ascending order.  If the consensus
1683      method is 3 or later, a dir-source line must be included for
1684      every vote with legacy-key entry, using the legacy-key's
1685      fingerprint, the voter's ordinary nickname with the string
1686      "-legacy" appended, and all other fields as from the original
1687      vote's dir-source line.
1689      A router status entry:
1690         * is included in the result if some router status entry with the same
1691           identity is included by more than half of the authorities (total
1692           authorities, not just those whose votes we have).
1694         * For any given identity, we include at most one router status entry.
1696         * A router entry has a flag set if that is included by more than half
1697           of the authorities who care about that flag.
1699         * Two router entries are "the same" if they have the same
1700           <descriptor digest, published time, nickname, IP, ports> tuple.
1701           We choose the tuple for a given router as whichever tuple appears
1702           for that router in the most votes.  We break ties first in favor of
1703           the more recently published, then in favor of smaller server
1704           descriptor digest.
1706         * The Named flag appears if it is included for this routerstatus by
1707           _any_ authority, and if all authorities that list it list the same
1708           nickname. However, if consensus-method 2 or later is in use, and
1709           any authority calls this identity/nickname pair Unnamed, then
1710           this routerstatus does not get the Named flag.
1712         * If consensus-method 2 or later is in use, the Unnamed flag is
1713           set for a routerstatus if any authorities have voted for a different
1714           identities to be Named with that nickname, or if any authority
1715           lists that nickname/ID pair as Unnamed.
1717           (With consensus-method 1, Unnamed is set like any other flag.)
1719         * The version is given as whichever version is listed by the most
1720           voters, with ties decided in favor of more recent versions.
1722         * If consensus-method 4 or later is in use, then routers that
1723           do not have the Running flag are not listed at all.
1725         * If consensus-method 5 or later is in use, then the "w" line
1726           is generated using a low-median of the bandwidth values from
1727           the votes that included "w" lines for this router.
1729         * If consensus-method 5 or later is in use, then the "p" line
1730           is taken from the votes that have the same policy summary
1731           for the descriptor we are listing.  (They should all be the
1732           same.  If they are not, we pick the most commonly listed
1733           one, breaking ties in favor of the lexicographically larger
1734           vote.)  The port list is encoded as specified in 3.5.2.
1736         * If consensus-method 6 or later is in use and if 3 or more
1737           authorities provide a Measured= keyword in their votes for
1738           a router, the authorities produce a consensus containing a
1739           Bandwidth= keyword equal to the median of the Measured= votes.
1741         * If consensus-method 7 or later is in use, the params line is
1742           included in the output.
1744         * If the consensus method is under 11, bad exits are considered as
1745           possible exits when computing bandwidth weights.  Otherwise, if
1746           method 11 or later is in use, any router that is determined to get
1747           the BadExit flag doesn't count when we're calculating weights.
1749         * If consensus method 12 or later is used, only consensus
1750           parameters that more than half of the total number of
1751           authorities voted for are included in the consensus.
1753      The signatures at the end of a consensus document are sorted in
1754      ascending order by identity digest.
1756    All ties in computing medians are broken in favor of the smaller or
1757    earlier item.
1759 3.5.1. Forward compatibility
1761    Future versions of Tor will need to include new information in the
1762    consensus documents, but it is important that all authorities (or at least
1763    half) generate and sign the same signed consensus.
1765    To achieve this, authorities list in their votes their supported methods
1766    for generating consensuses from votes.  Later methods will be assigned
1767    higher numbers.  Currently recognized methods:
1768      "1" -- The first implemented version.
1769      "2" -- Added support for the Unnamed flag.
1770      "3" -- Added legacy ID key support to aid in authority ID key rollovers
1771      "4" -- No longer list routers that are not running in the consensus
1772      "5" -- adds support for "w" and "p" lines.
1773      "6" -- Prefers measured bandwidth values rather than advertised
1774      "7" -- Provides keyword=integer pairs of consensus parameters
1775      "8" -- Provides microdescriptor summaries
1776      "9" -- Provides weights for selecting flagged routers in paths
1777      "10" -- Fixes edge case bugs in router flag selection weights
1778      "11" -- Don't consider BadExits when calculating bandwidth weights
1779      "12" -- Params are only included if enough auths voted for them
1782    Before generating a consensus, an authority must decide which consensus
1783    method to use.  To do this, it looks for the highest version number
1784    supported by more than 2/3 of the authorities voting.  If it supports this
1785    method, then it uses it.  Otherwise, it falls back to method 1.
1787    (The consensuses generated by new methods must be parsable by
1788    implementations that only understand the old methods, and must not cause
1789    those implementations to compromise their anonymity.  This is a means for
1790    making changes in the contents of consensus; not for making
1791    backward-incompatible changes in their format.)
1793 3.5.2. Encoding port lists
1795   Whether the summary shows the list of accepted ports or the list of
1796   rejected ports depends on which list is shorter (has a shorter string
1797   representation).  In case of ties we choose the list of accepted
1798   ports.  As an exception to this rule an allow-all policy is
1799   represented as "accept 1-65535" instead of "reject " and a reject-all
1800   policy is similarly given as "reject 1-65535".
1802   Summary items are compressed, that is instead of "80-88,89-100" there
1803   only is a single item of "80-100", similarly instead of "20,21" a
1804   summary will say "20-21".
1806   Port lists are sorted in ascending order.
1808   The maximum allowed length of a policy summary (including the "accept "
1809   or "reject ") is 1000 characters.  If a summary exceeds that length we
1810   use an accept-style summary and list as much of the port list as is
1811   possible within these 1000 bytes.  [XXXX be more specific.]
1813 3.5.3. Computing Bandwidth Weights
1815   Let weight_scale = 10000
1817   Let G be the total bandwidth for Guard-flagged nodes.
1818   Let M be the total bandwidth for non-flagged nodes.
1819   Let E be the total bandwidth for Exit-flagged nodes.
1820   Let D be the total bandwidth for Guard+Exit-flagged nodes.
1821   Let T = G+M+E+D
1823   Let Wgd be the weight for choosing a Guard+Exit for the guard position.
1824   Let Wmd be the weight for choosing a Guard+Exit for the middle position.
1825   Let Wed be the weight for choosing a Guard+Exit for the exit position.
1827   Let Wme be the weight for choosing an Exit for the middle position.
1828   Let Wmg be the weight for choosing a Guard for the middle position.
1830   Let Wgg be the weight for choosing a Guard for the guard position.
1831   Let Wee be the weight for choosing an Exit for the exit position.
1833   Balanced network conditions then arise from solutions to the following
1834   system of equations:
1836       Wgg*G + Wgd*D == M + Wmd*D + Wme*E + Wmg*G  (guard bw = middle bw)
1837       Wgg*G + Wgd*D == Wee*E + Wed*D              (guard bw = exit bw)
1838       Wed*D + Wmd*D + Wgd*D == D                  (aka: Wed+Wmd+Wdg = 1)
1839       Wmg*G + Wgg*G == G                          (aka: Wgg = 1-Wmg)
1840       Wme*E + Wee*E == E                          (aka: Wee = 1-Wme)
1842   We are short 2 constraints with the above set. The remaining constraints
1843   come from examining different cases of network load. The following
1844   constraints are used in consensus method 10 and above. There are another
1845   incorrect and obsolete set of constraints used for these same cases in
1846   consensus method 9. For those, see dir-spec.txt in Tor 0.2.2.10-alpha
1847   to 0.2.2.16-alpha.
1849   Case 1: E >= T/3 && G >= T/3 (Neither Exit nor Guard Scarce)
1851     In this case, the additional two constraints are: Wmg == Wmd,
1852     Wed == 1/3.
1854     This leads to the solution:
1855         Wgd = weight_scale/3
1856         Wed = weight_scale/3
1857         Wmd = weight_scale/3
1858         Wee = (weight_scale*(E+G+M))/(3*E)
1859         Wme = weight_scale - Wee
1860         Wmg = (weight_scale*(2*G-E-M))/(3*G)
1861         Wgg = weight_scale - Wmg
1863   Case 2: E < T/3 && G < T/3 (Both are scarce)
1865     Let R denote the more scarce class (Rare) between Guard vs Exit.
1866     Let S denote the less scarce class.
1868     Subcase a: R+D < S
1870        In this subcase, we simply devote all of D bandwidth to the
1871        scarce class.
1873        Wgg = Wee = weight_scale
1874        Wmg = Wme = Wmd = 0;
1875        if E < G:
1876          Wed = weight_scale
1877          Wgd = 0
1878        else:
1879          Wed = 0
1880          Wgd = weight_scale
1882     Subcase b: R+D >= S
1884       In this case, if M <= T/3, we have enough bandwidth to try to achieve
1885       a balancing condition.
1887       Add constraints Wgg = 1, Wmd == Wgd to maximize bandwidth in the guard
1888       position while still allowing exits to be used as middle nodes:
1890         Wee = (weight_scale*(E - G + M))/E
1891         Wed = (weight_scale*(D - 2*E + 4*G - 2*M))/(3*D)
1892         Wme = (weight_scale*(G-M))/E
1893         Wmg = 0
1894         Wgg = weight_scale
1895         Wmd = (weight_scale - Wed)/2
1896         Wgd = (weight_scale - Wed)/2
1898       If this system ends up with any values out of range (ie negative, or
1899       above weight_scale), use the constraints Wgg == 1 and Wee == 1, since
1900       both those positions are scarce:
1902          Wgg = weight_scale
1903          Wee = weight_scale
1904          Wed = (weight_scale*(D - 2*E + G + M))/(3*D)
1905          Wmd = (weight_Scale*(D - 2*M + G + E))/(3*D)
1906          Wme = 0
1907          Wmg = 0
1908          Wgd = weight_scale - Wed - Wmd
1910       If M > T/3, then the Wmd weight above will become negative. Set it to 0
1911       in this case:
1912          Wmd = 0
1913          Wgd = weight_scale - Wed
1915   Case 3: One of E < T/3 or G < T/3
1917     Let S be the scarce class (of E or G).
1919     Subcase a: (S+D) < T/3:
1920       if G=S:
1921         Wgg = Wgd = weight_scale;
1922         Wmd = Wed = Wmg = 0;
1923         // Minor subcase, if E is more scarce than M,
1924         // keep its bandwidth in place.
1925         if (E < M) Wme = 0;
1926         else Wme = (weight_scale*(E-M))/(2*E);
1927         Wee = weight_scale-Wme;
1928       if E=S:
1929         Wee = Wed = weight_scale;
1930         Wmd = Wgd = Wme = 0;
1931         // Minor subcase, if G is more scarce than M,
1932         // keep its bandwidth in place.
1933         if (G < M) Wmg = 0;
1934         else Wmg = (weight_scale*(G-M))/(2*G);
1935         Wgg = weight_scale-Wmg;
1937     Subcase b: (S+D) >= T/3
1938       if G=S:
1939         Add constraints Wgg = 1, Wmd == Wed to maximize bandwidth
1940         in the guard position, while still allowing exits to be
1941         used as middle nodes:
1942           Wgg = weight_scale
1943           Wgd = (weight_scale*(D - 2*G + E + M))/(3*D)
1944           Wmg = 0
1945           Wee = (weight_scale*(E+M))/(2*E)
1946           Wme = weight_scale - Wee
1947           Wmd = (weight_scale - Wgd)/2
1948           Wed = (weight_scale - Wgd)/2
1949       if E=S:
1950         Add constraints Wee == 1, Wmd == Wgd to maximize bandwidth
1951         in the exit position:
1952           Wee = weight_scale;
1953           Wed = (weight_scale*(D - 2*E + G + M))/(3*D);
1954           Wme = 0;
1955           Wgg = (weight_scale*(G+M))/(2*G);
1956           Wmg = weight_scale - Wgg;
1957           Wmd = (weight_scale - Wed)/2;
1958           Wgd = (weight_scale - Wed)/2;
1960   To ensure consensus, all calculations are performed using integer math
1961   with a fixed precision determined by the bwweightscale consensus
1962   parameter (defaults at 10000, Min: 1, Max: INT32_MAX).
1964   For future balancing improvements, Tor clients support 11 additional weights
1965   for directory requests and middle weighting. These weights are currently
1966   set at weight_scale, with the exception of the following groups of
1967   assignments:
1969   Directory requests use middle weights:
1970      Wbd=Wmd, Wbg=Wmg, Wbe=Wme, Wbm=Wmm
1972   Handle bridges and strange exit policies:
1973      Wgm=Wgg, Wem=Wee, Weg=Wed
1975 3.6. Consensus flavors
1977    Consensus flavors are variants of the consensus that clients can choose
1978    to download and use instead of the unflavored consensus.  The purpose
1979    of a consensus flavor is to remove or replace information in the
1980    unflavored consensus without forcing clients to download information
1981    they would not use anyway.
1983    Directory authorities can produce and serve an arbitrary number of
1984    flavors of the same consensus.  A downside of creating too many new
1985    flavors is that clients will be distinguishable based on which flavor
1986    they download.  A new flavor should not be created when adding a field
1987    instead wouldn't be too onerous.
1989    Examples for consensus flavors include:
1990       - Publishing hashes of microdescriptors instead of hashes of
1991         full descriptors (see 3.6.2).
1992       - Including different digests of descriptors, instead of the
1993         perhaps-soon-to-be-totally-broken SHA1.
1995    Consensus flavors are derived from the unflavored consensus once the
1996    voting process is complete.  This is to avoid consensus synchronization
1997    problems.
1999    Every consensus flavor has a name consisting of a sequence of one
2000    or more alphanumeric characters and dashes.  For compatibility,
2001    current descriptor flavor is called "ns".
2003    The supported consensus flavors are defined as part of the
2004    authorities' consensus method.
2006    All consensus flavors have in common that their first line is
2007    "network-status-version" where version is 3 or higher, and the flavor
2008    is a string consisting of alphanumeric characters and dashes:
2010       "network-status-version" SP version SP flavor NL
2012 3.6.1. ns consensus
2014    The ns consensus flavor is equivalent to the unflavored consensus
2015    except for its first line which states its consensus flavor name:
2017     "network-status-version" SP version SP "ns" NL
2019         [At start, exactly once.]
2021 3.6.2. Microdescriptor consensus
2023    The microdescriptor consensus is a consensus flavor that contains
2024    microdescriptor hashes instead of descriptor hashes and that omits
2025    exit-policy summaries which are contained in microdescriptors.  The
2026    microdescriptor consensus was designed to contain elements that are
2027    small and frequently changing.  Clients use the information in the
2028    microdescriptor consensus to decide which servers to fetch information
2029    about and which servers to fetch information from.
2031    The microdescriptor consensus is based on the unflavored consensus with
2032    the exceptions as follows:
2034     "network-status-version" SP version SP "microdesc" NL
2036         [At start, exactly once.]
2038         The flavor name of a microdescriptor consensus is "microdesc".
2040    Changes to router status entries are as follows:
2042     "r" SP nickname SP identity SP publication SP IP SP ORPort
2043         SP DirPort NL
2045         [At start, exactly once.]
2047         Similar to "r" lines in 3.3, but without the digest element.
2049     "p" ... NL
2051         [Zero times.]
2053         Exit policy summaries are contained in microdescriptors and
2054         therefore omitted in the microdescriptor consensus.
2056     "m" SP digest NL
2058         [Exactly once.]
2060         "digest" is the base64 of the SHA256 hash of the router's
2061         microdescriptor with trailing =s omitted.  For a given router
2062         descriptor digest and consensus method there should only be a
2063         single microdescriptor digest in the "m" lines of all votes.
2064         If different votes have different microdescriptor digests for
2065         the same descriptor digest and consensus method, at least one
2066         of the authorities is broken.  If this happens, the microdesc
2067         consensus should contain whichever microdescriptor digest is
2068         most common.  If there is no winner, we break ties in the favor
2069         of the lexically earliest.
2071 3.7. Detached signatures
2073    Assuming full connectivity, every authority should compute and sign the
2074    same consensus including any flavors in each period.  Therefore, it
2075    isn't necessary to download the consensus or any flavors of it computed
2076    by each authority; instead, the authorities only push/fetch each
2077    others' signatures.  A "detached signature" document contains items as
2078    follows:
2080     "consensus-digest" SP Digest NL
2082         [At start, at most once.]
2084         The digest of the consensus being signed.
2086     "valid-after" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
2087     "fresh-until" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
2088     "valid-until" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
2090         [As in the consensus]
2092     "additional-digest" SP flavor SP algname SP digest NL
2094         [Any number.]
2096         For each supported consensus flavor, every directory authority
2097         adds one or more "additional-digest" lines.  "flavor" is the name
2098         of the consensus flavor, "algname" is the name of the hash
2099         algorithm that is used to generate the digest, and "digest" is the
2100         hex-encoded digest.
2102         The hash algorithm for the microdescriptor consensus flavor is
2103         defined as SHA256 with algname "sha256".
2105     "additional-signature" SP flavor SP algname SP identity SP
2106          signing-key-digest NL signature.
2108         [Any number.]
2110         For each supported consensus flavor and defined digest algorithm,
2111         every directory authority adds an "additional-signature" line.
2112         "flavor" is the name of the consensus flavor.  "algname" is the
2113         name of the algorithm that was used to hash the identity and
2114         signing keys, and to compute the signature.  "identity" is the
2115         hex-encoded digest of the authority identity key of the signing
2116         authority, and "signing-key-digest" is the hex-encoded digest of
2117         the current authority signing key of the signing authority.
2119         The "sha256" signature format is defined as the RSA signature of
2120         the OAEP+-padded SHA256 digest of the item to be signed.  When
2121         checking signatures, the signature MUST be treated as valid if the
2122         signature material begins with SHA256(document), so that other
2123         data can get added later.
2124         [To be honest, I didn't fully understand the previous paragraph
2125         and only copied it from the proposals.  Review carefully. -KL]
2127     "directory-signature"
2129         [As in the consensus; the signature object is the same as in the
2130         consensus document.]
2132 4. Directory server operation
2134    All directory authorities and directory caches ("directory servers")
2135    implement this section, except as noted.
2137 4.1. Accepting uploads (authorities only)
2139    When a router posts a signed descriptor to a directory authority, the
2140    authority first checks whether it is well-formed and correctly
2141    self-signed.  If it is, the authority next verifies that the nickname
2142    in question is not already assigned to a router with a different
2143    public key.
2144    Finally, the authority MAY check that the router is not blacklisted
2145    because of its key, IP, or another reason.
2147    If the descriptor passes these tests, and the authority does not already
2148    have a descriptor for a router with this public key, it accepts the
2149    descriptor and remembers it.
2151    If the authority _does_ have a descriptor with the same public key, the
2152    newly uploaded descriptor is remembered if its publication time is more
2153    recent than the most recent old descriptor for that router, and either:
2154       - There are non-cosmetic differences between the old descriptor and the
2155         new one.
2156       - Enough time has passed between the descriptors' publication times.
2157         (Currently, 12 hours.)
2159    Differences between router descriptors are "non-cosmetic" if they would be
2160    sufficient to force an upload as described in section 2 above.
2162    Note that the "cosmetic difference" test only applies to uploaded
2163    descriptors, not to descriptors that the authority downloads from other
2164    authorities.
2166    When a router posts a signed extra-info document to a directory authority,
2167    the authority again checks it for well-formedness and correct signature,
2168    and checks that its matches the extra-info-digest in some router
2169    descriptor that it believes is currently useful.  If so, it accepts it and
2170    stores it and serves it as requested.  If not, it drops it.
2172 4.2. Voting (authorities only)
2174    Authorities divide time into Intervals.  Authority administrators SHOULD
2175    try to all pick the same interval length, and SHOULD pick intervals that
2176    are commonly used divisions of time (e.g., 5 minutes, 15 minutes, 30
2177    minutes, 60 minutes, 90 minutes).  Voting intervals SHOULD be chosen to
2178    divide evenly into a 24-hour day.
2180    Authorities SHOULD act according to interval and delays in the
2181    latest consensus.  Lacking a latest consensus, they SHOULD default to a
2182    30-minute Interval, a 5 minute VotingDelay, and a 5 minute DistDelay.
2184    Authorities MUST take pains to ensure that their clocks remain accurate
2185    within a few seconds.  (Running NTP is usually sufficient.)
2187    The first voting period of each day begins at 00:00 (midnight) GMT.  If
2188    the last period of the day would be truncated by one-half or more, it is
2189    merged with the second-to-last period.
2191    An authority SHOULD publish its vote immediately at the start of each voting
2192    period (minus VoteSeconds+DistSeconds).  It does this by making it
2193    available at
2194      http://<hostname>/tor/status-vote/next/authority.z
2195    and sending it in an HTTP POST request to each other authority at the URL
2196      http://<hostname>/tor/post/vote
2198    If, at the start of the voting period, minus DistSeconds, an authority
2199    does not have a current statement from another authority, the first
2200    authority downloads the other's statement.
2202    Once an authority has a vote from another authority, it makes it available
2203    at
2204       http://<hostname>/tor/status-vote/next/<fp>.z
2205    where <fp> is the fingerprint of the other authority's identity key.
2206    And at
2207       http://<hostname>/tor/status-vote/next/d/<d>.z
2208    where <d> is the digest of the vote document.
2210    The consensus status, along with as many signatures as the server
2211    currently knows, should be available at
2212       http://<hostname>/tor/status-vote/next/consensus.z
2213    All of the detached signatures it knows for consensus status should be
2214    available at:
2215       http://<hostname>/tor/status-vote/next/consensus-signatures.z
2217    Once there are enough signatures, or once the voting period starts,
2218    these documents are available at
2219       http://<hostname>/tor/status-vote/current/consensus.z
2220    and
2221       http://<hostname>/tor/status-vote/current/consensus-signatures.z
2222    [XXX current/consensus-signatures is not currently implemented, as it
2223     is not used in the voting protocol.]
2225    The other vote documents are analogously made available under
2226      http://<hostname>/tor/status-vote/current/authority.z
2227      http://<hostname>/tor/status-vote/current/<fp>.z
2228      http://<hostname>/tor/status-vote/current/d/<d>.z
2229    once the consensus is complete.
2231    Once an authority has computed and signed a consensus network status, it
2232    should send its detached signature to each other authority in an HTTP POST
2233    request to the URL:
2234       http://<hostname>/tor/post/consensus-signature
2236    [XXX Note why we support push-and-then-pull.]
2238    [XXX possible future features include support for downloading old
2239     consensuses.]
2241    The authorities serve another consensus of each flavor "F" from the
2242    locations
2243       /tor/status-vote/(current|next)/consensus-F.z. and
2244       /tor/status-vote/(current|next)/consensus-F/<FP1>+....z.
2246 4.3. Downloading consensus status documents (caches only)
2248    All directory servers (authorities and caches) try to keep a recent
2249    network-status consensus document to serve to clients.  A cache ALWAYS
2250    downloads a network-status consensus if any of the following are true:
2251      - The cache has no consensus document.
2252      - The cache's consensus document is no longer valid.
2253    Otherwise, the cache downloads a new consensus document at a randomly
2254    chosen time in the first half-interval after its current consensus
2255    stops being fresh.  (This time is chosen at random to avoid swarming
2256    the authorities at the start of each period.  The interval size is
2257    inferred from the difference between the valid-after time and the
2258    fresh-until time on the consensus.)
2260    [For example, if a cache has a consensus that became valid at 1:00,
2261     and is fresh until 2:00, that cache will fetch a new consensus at
2262     a random time between 2:00 and 2:30.]
2264    Directory caches also fetch consensus flavors from the authorities.
2265    Caches check the correctness of consensus flavors, but do not check
2266    anything about an unrecognized consensus document beyond its digest and
2267    length.  Caches serve all consensus flavors from the same locations as
2268    the directory authorities.
2270 4.4. Downloading and storing router descriptors (authorities and caches)
2272    Periodically (currently, every 10 seconds), directory servers check
2273    whether there are any specific descriptors that they do not have and that
2274    they are not currently trying to download.  Caches identify these
2275    descriptors by hash in the recent network-status consensus documents;
2276    authorities identify them by hash in vote (if publication date is more
2277    recent than the descriptor we currently have).
2279  [XXXX need a way to fetch descriptors ahead of the vote?  v2 status docs can
2280  do that for now.]
2282    If so, the directory server launches requests to the authorities for these
2283    descriptors, such that each authority is only asked for descriptors listed
2284    in its most recent vote (if the requester is an authority) or in the
2285    consensus (if the requester is a cache).  If we're an authority, and more
2286    than one authority lists the descriptor, we choose which to ask at random.
2288    If one of these downloads fails, we do not try to download that descriptor
2289    from the authority that failed to serve it again unless we receive a newer
2290    network-status (consensus or vote) from that authority that lists the same
2291    descriptor.
2293    Directory servers must potentially cache multiple descriptors for each
2294    router. Servers must not discard any descriptor listed by any recent
2295    consensus.  If there is enough space to store additional descriptors,
2296    servers SHOULD try to hold those which clients are likely to download the
2297    most.  (Currently, this is judged based on the interval for which each
2298    descriptor seemed newest.)
2299 [XXXX define recent]
2301    Authorities SHOULD NOT download descriptors for routers that they would
2302    immediately reject for reasons listed in 3.1.
2304 4.5. Downloading and storing microdescriptors (caches only)
2306    Directory mirrors should fetch, cache, and serve each microdescriptor
2307    from the authorities.
2309    The microdescriptors with base64 hashes <D1>,<D2>,<D3> are available
2310    at:
2311      http://<hostname>/tor/micro/d/<D1>-<D2>-<D3>[.z]
2313    <Dn> are base-64 encoded with trailing =s omitted for size and for
2314    consistency with the microdescriptor consensus format.  -s are used
2315    instead of +s to separate items, since the + character is used in
2316    base64 encoding.
2318    All the microdescriptors from the current consensus should also be
2319    available at:
2320      http://<hostname>/tor/micro/all[.z]
2321    so a client that's bootstrapping doesn't need to send a 70KB URL just
2322    to name every microdescriptor it's looking for.
2323    [Note that /tor/micro/all[.z] is not implemented as of February 21,
2324    2012. -KL]
2326    Directory mirrors should check to make sure that the microdescriptors
2327    they're about to serve match the right hashes (either the hashes from
2328    the fetch URL or the hashes from the consensus, respectively).
2330 4.6. Downloading and storing extra-info documents
2332    All authorities, and any cache that chooses to cache extra-info documents,
2333    and any client that uses extra-info documents, should implement this
2334    section.
2336    Note that generally, clients don't need extra-info documents.
2338    Periodically, the Tor instance checks whether it is missing any extra-info
2339    documents: in other words, if it has any router descriptors with an
2340    extra-info-digest field that does not match any of the extra-info
2341    documents currently held.  If so, it downloads whatever extra-info
2342    documents are missing.  Caches download from authorities; non-caches try
2343    to download from caches.  We follow the same splitting and back-off rules
2344    as in 4.4 (if a cache) or 5.3 (if a client).
2346 4.7. General-use HTTP URLs
2348    "Fingerprints" in these URLs are base-16-encoded SHA1 hashes.
2350    The most recent v3 consensus should be available at:
2351       http://<hostname>/tor/status-vote/current/consensus.z
2353    Starting with Tor version 0.2.1.1-alpha is also available at:
2354       http://<hostname>/tor/status-vote/current/consensus/<F1>+<F2>+<F3>.z
2356    Where F1, F2, etc. are authority identity fingerprints the client trusts.
2357    Servers will only return a consensus if more than half of the requested
2358    authorities have signed the document, otherwise a 404 error will be sent
2359    back.  The fingerprints can be shortened to a length of any multiple of
2360    two, using only the leftmost part of the encoded fingerprint.  Tor uses
2361    3 bytes (6 hex characters) of the fingerprint.
2363    Clients SHOULD sort the fingerprints in ascending order.  Server MUST
2364    accept any order.
2366    Clients SHOULD use this format when requesting consensus documents from
2367    directory authority servers and from caches running a version of Tor
2368    that is known to support this URL format.
2370    A concatenated set of all the current key certificates should be available
2371    at:
2372       http://<hostname>/tor/keys/all.z
2374    The key certificate for this server (if it is an authority) should be
2375    available at:
2376       http://<hostname>/tor/keys/authority.z
2378    The key certificate for an authority whose authority identity fingerprint
2379    is <F> should be available at:
2380       http://<hostname>/tor/keys/fp/<F>.z
2382    The key certificate whose signing key fingerprint is <F> should be
2383    available at:
2384       http://<hostname>/tor/keys/sk/<F>.z
2386    The key certificate whose identity key fingerprint is <F> and whose signing
2387    key fingerprint is <S> should be available at:
2389       http://<hostname>/tor/keys/fp-sk/<F>-<S>.z
2391    (As usual, clients may request multiple certificates using:
2392        http://<hostname>/tor/keys/fp-sk/<F1>-<S1>+<F2>-<S2>.z  )
2393    [The above fp-sk format was not supported before Tor 0.2.1.9-alpha.]
2395    The most recent descriptor for a server whose identity key has a
2396    fingerprint of <F> should be available at:
2397       http://<hostname>/tor/server/fp/<F>.z
2399    The most recent descriptors for servers with identity fingerprints
2400    <F1>,<F2>,<F3> should be available at:
2401       http://<hostname>/tor/server/fp/<F1>+<F2>+<F3>.z
2403    (NOTE: Implementations SHOULD NOT download descriptors by identity key
2404    fingerprint. This allows a corrupted server (in collusion with a cache) to
2405    provide a unique descriptor to a client, and thereby partition that client
2406    from the rest of the network.)
2408    The server descriptor with (descriptor) digest <D> (in hex) should be
2409    available at:
2410       http://<hostname>/tor/server/d/<D>.z
2412    The most recent descriptors with digests <D1>,<D2>,<D3> should be
2413    available at:
2414       http://<hostname>/tor/server/d/<D1>+<D2>+<D3>.z
2416    The most recent descriptor for this server should be at:
2417       http://<hostname>/tor/server/authority.z
2418     [Nothing in the Tor protocol uses this resource yet, but it is useful
2419      for debugging purposes. Also, the official Tor implementations
2420      (starting at 0.1.1.x) use this resource to test whether a server's
2421      own DirPort is reachable.]
2423    A concatenated set of the most recent descriptors for all known servers
2424    should be available at:
2425       http://<hostname>/tor/server/all.z
2427    Extra-info documents are available at the URLS
2428       http://<hostname>/tor/extra/d/...
2429       http://<hostname>/tor/extra/fp/...
2430       http://<hostname>/tor/extra/all[.z]
2431       http://<hostname>/tor/extra/authority[.z]
2432          (As for /tor/server/ URLs: supports fetching extra-info
2433          documents by their digest, by the fingerprint of their servers,
2434          or all at once. When serving by fingerprint, we serve the
2435          extra-info that corresponds to the descriptor we would serve by
2436          that fingerprint. Only directory authorities of version
2437          0.2.0.1-alpha or later are guaranteed to support the first
2438          three classes of URLs.  Caches may support them, and MUST
2439          support them if they have advertised "caches-extra-info".)
2441    For debugging, directories SHOULD expose non-compressed objects at URLs like
2442    the above, but without the final ".z".
2443    Clients MUST handle compressed concatenated information in two forms:
2444      - A concatenated list of zlib-compressed objects.
2445      - A zlib-compressed concatenated list of objects.
2446    Directory servers MAY generate either format: the former requires less
2447    CPU, but the latter requires less bandwidth.
2449    Clients SHOULD use upper case letters (A-F) when base16-encoding
2450    fingerprints.  Servers MUST accept both upper and lower case fingerprints
2451    in requests.
2453    [XXX Add new URLs for microdescriptors, consensus flavors, and
2454    microdescriptor consensus. -KL]
2456 5. Client operation: downloading information
2458    Every Tor that is not a directory server (that is, those that do
2459    not have a DirPort set) implements this section.
2461 5.1. Downloading network-status documents
2463    Each client maintains a list of directory authorities.  Insofar as
2464    possible, clients SHOULD all use the same list.
2466    Clients try to have a live consensus network-status document at all times.
2467    A network-status document is "live" if the time in its valid-until field
2468    has not passed.
2470    If a client is missing a live network-status document, it tries to fetch
2471    it from a directory cache (or from an authority if it knows no caches).
2472    On failure, the client waits briefly, then tries that network-status
2473    document again from another cache.  The client does not build circuits
2474    until it has a live network-status consensus document, and it has
2475    descriptors for more than 1/4 of the routers that it believes are running.
2477    (Note: clients can and should pick caches based on the network-status
2478    information they have: once they have first fetched network-status info
2479    from an authority, they should not need to go to the authority directly
2480    again.)
2482    To avoid swarming the caches whenever a consensus expires, the
2483    clients download new consensuses at a randomly chosen time after the
2484    caches are expected to have a fresh consensus, but before their
2485    consensus will expire.  (This time is chosen uniformly at random from
2486    the interval between the time 3/4 into the first interval after the
2487    consensus is no longer fresh, and 7/8 of the time remaining after
2488    that before the consensus is invalid.)
2490    [For example, if a cache has a consensus that became valid at 1:00,
2491     and is fresh until 2:00, and expires at 4:00, that cache will fetch
2492     a new consensus at a random time between 2:45 and 3:50, since 3/4
2493     of the one-hour interval is 45 minutes, and 7/8 of the remaining 75
2494     minutes is 65 minutes.]
2496    Clients may choose to download the microdescriptor consensus instead
2497    of the general network status consensus.  In that case they should use
2498    the same update strategy as for the normal consensus.  They should not
2499    download more than one consensus flavor.
2501 5.2. Downloading and storing router descriptors or microdescriptors
2503    Clients try to have the best descriptor for each router.  A descriptor is
2504    "best" if:
2505       * It is listed in the consensus network-status document.
2507    Periodically (currently every 10 seconds) clients check whether there are
2508    any "downloadable" descriptors.  A descriptor is downloadable if:
2509       - It is the "best" descriptor for some router.
2510       - The descriptor was published at least 10 minutes in the past.
2511         (This prevents clients from trying to fetch descriptors that the
2512         mirrors have probably not yet retrieved and cached.)
2513       - The client does not currently have it.
2514       - The client is not currently trying to download it.
2515       - The client would not discard it immediately upon receiving it.
2516       - The client thinks it is running and valid (see 6.1 below).
2518    If at least 16 known routers have downloadable descriptors, or if
2519    enough time (currently 10 minutes) has passed since the last time the
2520    client tried to download descriptors, it launches requests for all
2521    downloadable descriptors, as described in 5.3 below.
2523    When a descriptor download fails, the client notes it, and does not
2524    consider the descriptor downloadable again until a certain amount of time
2525    has passed. (Currently 0 seconds for the first failure, 60 seconds for the
2526    second, 5 minutes for the third, 10 minutes for the fourth, and 1 day
2527    thereafter.)  Periodically (currently once an hour) clients reset the
2528    failure count.
2530    Clients retain the most recent descriptor they have downloaded for each
2531    router so long as it is not too old (currently, 48 hours), OR so long as
2532    no better descriptor has been downloaded for the same router.
2534    [Versions of Tor before 0.1.2.3-alpha would discard descriptors simply for
2535    being published too far in the past.]  [The code seems to discard
2536    descriptors in all cases after they're 5 days old. True? -RD]
2538    Clients which chose to download the microdescriptor consensus instead
2539    of the general consensus must download the referenced microdescriptors
2540    instead of router descriptors.  Clients fetch and cache
2541    microdescriptors preemptively from dir mirrors when starting up, like
2542    they currently fetch descriptors.  After bootstrapping, clients only
2543    need to fetch the microdescriptors that have changed.
2545    Clients maintain a cache of microdescriptors along with metadata like
2546    when it was last referenced by a consensus, and which identity key
2547    it corresponds to.  They keep a microdescriptor until it hasn't been
2548    mentioned in any consensus for a week. Future clients might cache them
2549    for longer or shorter times.
2551 5.3. Managing downloads
2553    When a client has no consensus network-status document, it downloads it
2554    from a randomly chosen authority.  In all other cases, the client
2555    downloads from caches randomly chosen from among those believed to be V2
2556    directory servers.  (This information comes from the network-status
2557    documents; see 6 below.)
2559    When downloading multiple router descriptors, the client chooses multiple
2560    mirrors so that:
2561      - At least 3 different mirrors are used, except when this would result
2562        in more than one request for under 4 descriptors.
2563      - No more than 128 descriptors are requested from a single mirror.
2564      - Otherwise, as few mirrors as possible are used.
2565    After choosing mirrors, the client divides the descriptors among them
2566    randomly.
2568    After receiving any response client MUST discard any network-status
2569    documents and descriptors that it did not request.
2571    When a client gets a new microdescriptor consensus, it looks to see if
2572    there are any microdescriptors it needs to learn.  If it needs to learn
2573    more than half of the microdescriptors, it requests 'all', else it
2574    requests only the missing ones.  Clients MAY try to determine whether
2575    the upload bandwidth for listing the microdescriptors they want is more
2576    or less than the download bandwidth for the microdescriptors they do
2577    not want.
2579 6. Using directory information
2581    Everyone besides directory authorities uses the approaches in this section
2582    to decide which relays to use and what their keys are likely to be.
2583    (Directory authorities just believe their own opinions, as in 3.1 above.)
2585 6.1. Choosing routers for circuits.
2587    Circuits SHOULD NOT be built until the client has enough directory
2588    information: a live consensus network status [XXXX fallback?]  and
2589    descriptors for at least 1/4 of the relays believed to be running.
2591    A relay is "listed" if it is included by the consensus network-status
2592    document.  Clients SHOULD NOT use unlisted relays.
2594    These flags are used as follows:
2596      - Clients SHOULD NOT use non-'Valid' or non-'Running' routers unless
2597        requested to do so.
2599      - Clients SHOULD NOT use non-'Fast' routers for any purpose other than
2600        very-low-bandwidth circuits (such as introduction circuits).
2602      - Clients SHOULD NOT use non-'Stable' routers for circuits that are
2603        likely to need to be open for a very long time (such as those used for
2604        IRC or SSH connections).
2606      - Clients SHOULD NOT choose non-'Guard' nodes when picking entry guard
2607        nodes.
2609      - Clients SHOULD NOT download directory information from non-'V2Dir'
2610        caches.
2612    See the "path-spec.txt" document for more details.
2614 6.2. Managing naming
2616    In order to provide human-memorable names for individual router
2617    identities, some directory servers bind names to IDs.  Clients handle
2618    names in two ways:
2620    When a client encounters a name it has not mapped before:
2622       If the consensus lists any router with that name as "Named", or if
2623       consensus-method 2 or later is in use and the consensus lists any
2624       router with that name as having the "Unnamed" flag, then the name is
2625       bound.  (It's bound to the ID listed in the entry with the Named,
2626       or to an unknown ID if no name is found.)
2628    When the user refers to a bound name, the implementation SHOULD provide
2629    only the router with ID bound to that name, and no other router, even
2630    if the router with the right ID can't be found.
2632    When a user tries to refer to a non-bound name, the implementation SHOULD
2633    warn the user. After warning the user, the implementation MAY use any
2634    router that advertises the name.
2636    Not every router needs a nickname.  When a router doesn't configure a
2637    nickname, it publishes with the default nickname "Unnamed".  Authorities
2638    SHOULD NOT ever mark a router with this nickname as Named; client software
2639    SHOULD NOT ever use a router in response to a user request for a router
2640    called "Unnamed".
2642 6.3. Software versions
2644    An implementation of Tor SHOULD warn when it has fetched a consensus
2645    network-status, and it is running a software version not listed.
2647 6.4. Warning about a router's status.
2649    If a router tries to publish its descriptor to a Naming authority
2650    that has its nickname mapped to another key, the router SHOULD
2651    warn the operator that it is either using the wrong key or is using
2652    an already claimed nickname.
2654    If a router has fetched a consensus document,, and the
2655    authorities do not publish a binding for the router's nickname, the
2656    router MAY remind the operator that the chosen nickname is not
2657    bound to this key at the authorities, and suggest contacting the
2658    authority operators.
2660    ...
2662 6.5. Router protocol versions
2664    A client should believe that a router supports a given feature if that
2665    feature is supported by the router or protocol versions in more than half
2666    of the live networkstatuses' "v" entries for that router.  In other words,
2667    if the "v" entries for some router are:
2668        v Tor 0.0.8pre1                (from authority 1)
2669        v Tor 0.1.2.11                 (from authority 2)
2670        v FutureProtocolDescription 99 (from authority 3)
2671    then the client should believe that the router supports any feature
2672    supported by 0.1.2.11.
2674    This is currently equivalent to believing the median declared version for
2675    a router in all live networkstatuses.
2677 7. Standards compliance
2679    All clients and servers MUST support HTTP 1.0.  Clients and servers MAY
2680    support later versions of HTTP as well.
2682 7.1. HTTP headers
2684   Servers MAY set the Content-Length: header.  Servers SHOULD set
2685   Content-Encoding to "deflate" or "identity".
2687   Servers MAY include an X-Your-Address-Is: header, whose value is the
2688   apparent IP address of the client connecting to them (as a dotted quad).
2689   For directory connections tunneled over a BEGIN_DIR stream, servers SHOULD
2690   report the IP from which the circuit carrying the BEGIN_DIR stream reached
2691   them.  [Servers before version 0.1.2.5-alpha reported 127.0.0.1 for all
2692   BEGIN_DIR-tunneled connections.]
2694   Servers SHOULD disable caching of multiple network statuses or multiple
2695   router descriptors.  Servers MAY enable caching of single descriptors,
2696   single network statuses, the list of all router descriptors, a v1
2697   directory, or a v1 running routers document.  XXX mention times.
2699 7.2. HTTP status codes
2701   Tor delivers the following status codes.  Some were chosen without much
2702   thought; other code SHOULD NOT rely on specific status codes yet.
2704   200 -- the operation completed successfully
2705       -- the user requested statuses or serverdescs, and none of the ones we
2706          requested were found (0.2.0.4-alpha and earlier).
2708   304 -- the client specified an if-modified-since time, and none of the
2709          requested resources have changed since that time.
2711   400 -- the request is malformed, or
2712       -- the URL is for a malformed variation of one of the URLs we support,
2713           or
2714       -- the client tried to post to a non-authority, or
2715       -- the authority rejected a malformed posted document, or
2717   404 -- the requested document was not found.
2718       -- the user requested statuses or serverdescs, and none of the ones
2719          requested were found (0.2.0.5-alpha and later).
2721   503 -- we are declining the request in order to save bandwidth
2722       -- user requested some items that we ordinarily generate or store,
2723          but we do not have any available.
2725 9. Backward compatibility and migration plans
2727   Until Tor versions before 0.1.1.x are completely obsolete, directory
2728   authorities should generate, and mirrors should download and cache, v1
2729   directories and running-routers lists, and allow old clients to download
2730   them.  These documents and the rules for retrieving, serving, and caching
2731   them are described in dir-spec-v1.txt.
2733   Until Tor versions before 0.2.0.x are completely obsolete, directory
2734   authorities should generate, mirrors should download and cache, v2
2735   network-status documents, and allow old clients to download them.
2736   Additionally, all directory servers and caches should download, store, and
2737   serve any router descriptor that is required because of v2 network-status
2738   documents. These documents and the rules for retrieving, serving, and
2739   caching them are described in dir-spec-v1.txt.
2741 A. Consensus-negotiation timeline.
2743    Period begins: this is the Published time.
2744      Everybody sends votes
2745    Reconciliation: everybody tries to fetch missing votes.
2746      consensus may exist at this point.
2747    End of voting period:
2748      everyone swaps signatures.
2749    Now it's okay for caches to download
2750      Now it's okay for clients to download.
2752    Valid-after/valid-until switchover