Clarify what "alphabetical" and "lexical" mean to us.
[torspec/rransom.git] / dir-spec.txt
blob3b8465fe9222de9a9f831c173cc971357bd2a34e
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    server's identity key: this prevents servers from attacking clients by
182    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 server can handle.  The
406        server 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 server 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 server'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 server 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 servers 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 servers do not support this: this is
595        included for specialized controllers designed to support perspective
596        access and such.
599 2.2. Extra-info documents
601    Extra-info documents consist of the following items:
603     "extra-info" Nickname Fingerprint NL
604         [At start, exactly once.]
606         Identifies what router this is an extra info descriptor for.
607         Fingerprint is encoded in hex (using upper-case letters), with
608         no spaces.
610     "published" YYYY-MM-DD HH:MM:SS NL
612        [Exactly once.]
614        The time, in GMT, when this document (and its corresponding router
615        descriptor if any) was generated.  It MUST match the published time
616        in the corresponding router descriptor.
618     "read-history" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NUM,NUM,NUM,NUM,NUM... NL
619         [At most once.]
620     "write-history" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NUM,NUM,NUM,NUM,NUM... NL
621         [At most once.]
623         As documented in 2.1 above.  See migration notes in section 2.2.1.
625     "geoip-db-digest" Digest NL
626         [At most once.]
628         SHA1 digest of the GeoIP database file that is used to resolve IP
629         addresses to country codes.
631     ("geoip-start" YYYY-MM-DD HH:MM:SS NL)
632     ("geoip-client-origins" CC=N,CC=N,... NL)
634         Only generated by bridge routers (see blocking.pdf), and only
635         when they have been configured with a geoip database.
636         Non-bridges SHOULD NOT generate these fields.  Contains a list
637         of mappings from two-letter country codes (CC) to the number
638         of clients that have connected to that bridge from that
639         country (approximate, and rounded up to the nearest multiple of 8
640         in order to hamper traffic analysis).  A country is included
641         only if it has at least one address.  The time in
642         "geoip-start" is the time at which we began collecting geoip
643         statistics.
645         "geoip-start" and "geoip-client-origins" have been replaced by
646         "bridge-stats-end" and "bridge-stats-ips" in 0.2.2.4-alpha. The
647         reason is that the measurement interval with "geoip-stats" as
648         determined by subtracting "geoip-start" from "published" could
649         have had a variable length, whereas the measurement interval in
650         0.2.2.4-alpha and later is set to be exactly 24 hours long. In
651         order to clearly distinguish the new measurement intervals from
652         the old ones, the new keywords have been introduced.
654     "bridge-stats-end" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NL
655         [At most once.]
657         YYYY-MM-DD HH:MM:SS defines the end of the included measurement
658         interval of length NSEC seconds (86400 seconds by default).
660         A "bridge-stats-end" line, as well as any other "bridge-*" line,
661         is only added when the relay has been running as a bridge for at
662         least 24 hours.
664     "bridge-ips" CC=N,CC=N,... NL
665         [At most once.]
667         List of mappings from two-letter country codes to the number of
668         unique IP addresses that have connected from that country to the
669         bridge and which are no known relays, rounded up to the nearest
670         multiple of 8.
672     "dirreq-stats-end" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NL
673         [At most once.]
675         YYYY-MM-DD HH:MM:SS defines the end of the included measurement
676         interval of length NSEC seconds (86400 seconds by default).
678         A "dirreq-stats-end" line, as well as any other "dirreq-*" line,
679         is only added when the relay has opened its Dir port and after 24
680         hours of measuring directory requests.
682     "dirreq-v2-ips" CC=N,CC=N,... NL
683         [At most once.]
684     "dirreq-v3-ips" CC=N,CC=N,... NL
685         [At most once.]
687         List of mappings from two-letter country codes to the number of
688         unique IP addresses that have connected from that country to
689         request a v2/v3 network status, rounded up to the nearest multiple
690         of 8. Only those IP addresses are counted that the directory can
691         answer with a 200 OK status code.
693     "dirreq-v2-reqs" CC=N,CC=N,... NL
694         [At most once.]
695     "dirreq-v3-reqs" CC=N,CC=N,... NL
696         [At most once.]
698         List of mappings from two-letter country codes to the number of
699         requests for v2/v3 network statuses from that country, rounded up
700         to the nearest multiple of 8. Only those requests are counted that
701         the directory can answer with a 200 OK status code.
703     "dirreq-v2-share" num% NL
704         [At most once.]
705     "dirreq-v3-share" num% NL
706         [At most once.]
708         The share of v2/v3 network status requests that the directory
709         expects to receive from clients based on its advertised bandwidth
710         compared to the overall network bandwidth capacity. Shares are
711         formatted in percent with two decimal places. Shares are
712         calculated as means over the whole 24-hour interval.
714     "dirreq-v2-resp" status=num,... NL
715         [At most once.]
716     "dirreq-v3-resp" status=nul,... NL
717         [At most once.]
719         List of mappings from response statuses to the number of requests
720         for v2/v3 network statuses that were answered with that response
721         status, rounded up to the nearest multiple of 4. Only response
722         statuses with at least 1 response are reported. New response
723         statuses can be added at any time. The current list of response
724         statuses is as follows:
726         "ok": a network status request is answered; this number
727            corresponds to the sum of all requests as reported in
728            "dirreq-v2-reqs" or "dirreq-v3-reqs", respectively, before
729            rounding up.
730         "not-enough-sigs: a version 3 network status is not signed by a
731            sufficient number of requested authorities.
732         "unavailable": a requested network status object is unavailable.
733         "not-found": a requested network status is not found.
734         "not-modified": a network status has not been modified since the
735            If-Modified-Since time that is included in the request.
736         "busy": the directory is busy.
738     "dirreq-v2-direct-dl" key=val,... NL
739         [At most once.]
740     "dirreq-v3-direct-dl" key=val,... NL
741         [At most once.]
742     "dirreq-v2-tunneled-dl" key=val,... NL
743         [At most once.]
744     "dirreq-v3-tunneled-dl" key=val,... NL
745         [At most once.]
747         List of statistics about possible failures in the download process
748         of v2/v3 network statuses. Requests are either "direct"
749         HTTP-encoded requests over the relay's directory port, or
750         "tunneled" requests using a BEGIN_DIR cell over the relay's OR
751         port. The list of possible statistics can change, and statistics
752         can be left out from reporting. The current list of statistics is
753         as follows:
755         Successful downloads and failures:
757         "complete": a client has finished the download successfully.
758         "timeout": a download did not finish within 10 minutes after
759            starting to send the response.
760         "running": a download is still running at the end of the
761            measurement period for less than 10 minutes after starting to
762            send the response.
764         Download times:
766         "min", "max": smallest and largest measured bandwidth in B/s.
767         "d[1-4,6-9]": 1st to 4th and 6th to 9th decile of measured
768            bandwidth in B/s. For a given decile i, i/10 of all downloads
769            had a smaller bandwidth than di, and (10-i)/10 of all downloads
770            had a larger bandwidth than di.
771         "q[1,3]": 1st and 3rd quartile of measured bandwidth in B/s. One
772            fourth of all downloads had a smaller bandwidth than q1, one
773            fourth of all downloads had a larger bandwidth than q3, and the
774            remaining half of all downloads had a bandwidth between q1 and
775            q3.
776         "md": median of measured bandwidth in B/s. Half of the downloads
777            had a smaller bandwidth than md, the other half had a larger
778            bandwidth than md.
780     "dirreq-read-history" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NUM,NUM,NUM... NL
781         [At most once]
782     "dirreq-write-history" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NUM,NUM,NUM... NL
783         [At most once]
785         Declare how much bandwidth the OR has spent on answering directory
786         requests.  Usage is divided into intervals of NSEC seconds.  The
787         YYYY-MM-DD HH:MM:SS field defines the end of the most recent
788         interval.  The numbers are the number of bytes used in the most
789         recent intervals, ordered from oldest to newest.
791     "entry-stats-end" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NL
792         [At most once.]
794         YYYY-MM-DD HH:MM:SS defines the end of the included measurement
795         interval of length NSEC seconds (86400 seconds by default).
797         An "entry-stats-end" line, as well as any other "entry-*"
798         line, is first added after the relay has been running for at least
799         24 hours.
801     "entry-ips" CC=N,CC=N,... NL
802         [At most once.]
804         List of mappings from two-letter country codes to the number of
805         unique IP addresses that have connected from that country to the
806         relay and which are no known other relays, rounded up to the
807         nearest multiple of 8.
809     "cell-stats-end" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NL
810         [At most once.]
812         YYYY-MM-DD HH:MM:SS defines the end of the included measurement
813         interval of length NSEC seconds (86400 seconds by default).
815         A "cell-stats-end" line, as well as any other "cell-*" line,
816         is first added after the relay has been running for at least 24
817         hours.
819     "cell-processed-cells" num,...,num NL
820         [At most once.]
822         Mean number of processed cells per circuit, subdivided into
823         deciles of circuits by the number of cells they have processed in
824         descending order from loudest to quietest circuits.
826     "cell-queued-cells" num,...,num NL
827         [At most once.]
829         Mean number of cells contained in queues by circuit decile. These
830         means are calculated by 1) determining the mean number of cells in
831         a single circuit between its creation and its termination and 2)
832         calculating the mean for all circuits in a given decile as
833         determined in "cell-processed-cells". Numbers have a precision of
834         two decimal places.
836     "cell-time-in-queue" num,...,num NL
837         [At most once.]
839         Mean time cells spend in circuit queues in milliseconds. Times are
840         calculated by 1) determining the mean time cells spend in the
841         queue of a single circuit and 2) calculating the mean for all
842         circuits in a given decile as determined in
843         "cell-processed-cells".
845     "cell-circuits-per-decile" num NL
846         [At most once.]
848         Mean number of circuits that are included in any of the deciles,
849         rounded up to the next integer.
851     "conn-bi-direct" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) BELOW,READ,WRITE,BOTH NL
852         [At most once]
854         Number of connections, split into 10-second intervals, that are
855         used uni-directionally or bi-directionally as observed in the NSEC
856         seconds (usually 86400 seconds) before YYYY-MM-DD HH:MM:SS.  Every
857         10 seconds, we determine for every connection whether we read and
858         wrote less than a threshold of 20 KiB (BELOW), read at least 10
859         times more than we wrote (READ), wrote at least 10 times more than
860         we read (WRITE), or read and wrote more than the threshold, but
861         not 10 times more in either direction (BOTH).  After classifying a
862         connection, read and write counters are reset for the next
863         10-second interval.
865     "exit-stats-end" YYYY-MM-DD HH:MM:SS (NSEC s) NL
866         [At most once.]
868         YYYY-MM-DD HH:MM:SS defines the end of the included measurement
869         interval of length NSEC seconds (86400 seconds by default).
871         An "exit-stats-end" line, as well as any other "exit-*" line, is
872         first added after the relay has been running for at least 24 hours
873         and only if the relay permits exiting (where exiting to a single
874         port and IP address is sufficient).
876     "exit-kibibytes-written" port=N,port=N,... NL
877         [At most once.]
878     "exit-kibibytes-read" port=N,port=N,... NL
879         [At most once.]
881         List of mappings from ports to the number of kibibytes that the
882         relay has written to or read from exit connections to that port,
883         rounded up to the next full kibibyte.
885     "exit-streams-opened" port=N,port=N,... NL
886         [At most once.]
888         List of mappings from ports to the number of opened exit streams
889         to that port, rounded up to the nearest multiple of 4.
891     "router-signature" NL Signature NL
892         [At end, exactly once.]
894         A document signature as documented in section 1.3, using the
895         initial item "extra-info" and the final item "router-signature",
896         signed with the router's identity key.
898 2.2.1. Moving history fields to extra-info documents.
900    Tools that want to use the read-history and write-history values SHOULD
901    download extra-info documents as well as router descriptors.  Such
902    tools SHOULD accept history values from both sources; if they appear in
903    both documents, the values in the extra-info documents are authoritative.
905    New versions of Tor no longer generate router descriptors
906    containing read-history or write-history.  Tools should continue to
907    accept read-history and write-history values in router descriptors
908    produced by older versions of Tor until all Tor versions earlier
909    than 0.2.0.x are obsolete.
911 2.3. Nonterminals in router descriptors
913    nickname ::= between 1 and 19 alphanumeric characters ([A-Za-z0-9]),
914       case-insensitive.
915    hexdigest ::= a '$', followed by 40 hexadecimal characters
916       ([A-Fa-f0-9]). [Represents a server by the digest of its identity
917       key.]
919    exitpattern ::= addrspec ":" portspec
920    portspec ::= "*" | port | port "-" port
921    port ::= an integer between 1 and 65535, inclusive.
923       [Some implementations incorrectly generate ports with value 0.
924        Implementations SHOULD accept this, and SHOULD NOT generate it.
925        Connections to port 0 are never permitted.]
927    addrspec ::= "*" | ip4spec | ip6spec
928    ipv4spec ::= ip4 | ip4 "/" num_ip4_bits | ip4 "/" ip4mask
929    ip4 ::= an IPv4 address in dotted-quad format
930    ip4mask ::= an IPv4 mask in dotted-quad format
931    num_ip4_bits ::= an integer between 0 and 32
932    ip6spec ::= ip6 | ip6 "/" num_ip6_bits
933    ip6 ::= an IPv6 address, surrounded by square brackets.
934    num_ip6_bits ::= an integer between 0 and 128
936    bool ::= "0" | "1"
938 3. Formats produced by directory authorities.
940    Every authority has two keys used in this protocol: a signing key, and
941    an authority identity key.  (Authorities also have a router identity
942    key used in their role as a router and by earlier versions of the
943    directory protocol.)  The identity key is used from time to time to
944    sign new key certificates using new signing keys; it is very sensitive.
945    The signing key is used to sign key certificates and status documents.
947    There are three kinds of documents generated by directory authorities:
949      Key certificates
950      Status votes
951      Status consensuses
953    Each is discussed below.
955 3.1. Key certificates
957    Key certificates consist of the following items:
959     "dir-key-certificate-version" version NL
961         [At start, exactly once.]
963         Determines the version of the key certificate.  MUST be "3" for
964         the protocol described in this document.  Implementations MUST
965         reject formats they don't understand.
967     "dir-address" IPPort NL
968         [At most once]
970         An IP:Port for this authority's directory port.
972     "fingerprint" fingerprint NL
974         [Exactly once.]
976         Hexadecimal encoding without spaces based on the authority's
977         identity key.
979     "dir-identity-key" NL a public key in PEM format
981         [Exactly once.]
983         The long-term authority identity key for this authority.  This key
984         SHOULD be at least 2048 bits long; it MUST NOT be shorter than
985         1024 bits.
987     "dir-key-published" YYYY-MM-DD HH:MM:SS NL
989         [Exactly once.]
991         The time (in GMT) when this document and corresponding key were
992         last generated.
994     "dir-key-expires" YYYY-MM-DD HH:MM:SS NL
996         [Exactly once.]
998         A time (in GMT) after which this key is no longer valid.
1000     "dir-signing-key" NL a key in PEM format
1002         [Exactly once.]
1004         The directory server's public signing key.  This key MUST be at
1005         least 1024 bits, and MAY be longer.
1007     "dir-key-crosscert" NL CrossSignature NL
1009         [At most once.]
1011         NOTE: Authorities MUST include this field in all newly generated
1012         certificates.  A future version of this specification will make
1013         the field required.
1015         CrossSignature is a signature, made using the certificate's signing
1016         key, of the digest of the PKCS1-padded hash of the certificate's
1017         identity key.  For backward compatibility with broken versions of the
1018         parser, we wrap the base64-encoded signature in -----BEGIN ID
1019         SIGNATURE---- and -----END ID SIGNATURE----- tags.  Implementations
1020         MUST allow the "ID " portion to be omitted, however.
1022         When encountering a certificate with a dir-key-crosscert entry,
1023         implementations MUST verify that the signature is a correct signature
1024         of the hash of the identity key using the signing key.
1026     "dir-key-certification" NL Signature NL
1028         [At end, exactly once.]
1030         A document signature as documented in section 1.3, using the
1031         initial item "dir-key-certificate-version" and the final item
1032         "dir-key-certification", signed with the authority identity key.
1034    Authorities MUST generate a new signing key and corresponding
1035    certificate before the key expires.
1037 3.2. Vote and consensus status documents
1039    Votes and consensuses are more strictly formatted then other documents
1040    in this specification, since different authorities must be able to
1041    generate exactly the same consensus given the same set of votes.
1043    The procedure for deciding when to generate vote and consensus status
1044    documents are described in section 1.4 on the voting timeline.
1046    Status documents contain a preamble, an authority section, a list of
1047    router status entries, and one or more footer signature, in that order.
1049    Unlike other formats described above, a SP in these documents must be a
1050    single space character (hex 20).
1052    Some items appear only in votes, and some items appear only in
1053    consensuses.  Unless specified, items occur in both.
1055    The preamble contains the following items.  They MUST occur in the
1056    order given here:
1058     "network-status-version" SP version NL.
1060         [At start, exactly once.]
1062         A document format version.  For this specification, the version is
1063         "3".
1065     "vote-status" SP type NL
1067         [Exactly once.]
1069         The status MUST be "vote" or "consensus", depending on the type of
1070         the document.
1072     "consensus-methods" SP IntegerList NL
1074         [Exactly once for votes; does not occur in consensuses.]
1076         A space-separated list of supported methods for generating
1077         consensuses from votes.  See section 3.4.1 for details.  Method "1"
1078         MUST be included.
1080     "consensus-method" SP Integer NL
1082         [Exactly once for consensuses; does not occur in votes.]
1084         See section 3.4.1 for details.
1086         (Only included when the vote is generated with consensus-method 2 or
1087         later.)
1089     "published" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
1091         [Exactly once for votes; does not occur in consensuses.]
1093         The publication time for this status document (if a vote).
1095     "valid-after" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
1097         [Exactly once.]
1099         The start of the Interval for this vote.  Before this time, the
1100         consensus document produced from this vote should not be used.
1101         See 1.4 for voting timeline information.
1103     "fresh-until" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
1105         [Exactly once.]
1107         The time at which the next consensus should be produced; before this
1108         time, there is no point in downloading another consensus, since there
1109         won't be a new one.  See 1.4 for voting timeline information.
1111     "valid-until" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
1113         [Exactly once.]
1115         The end of the Interval for this vote.  After this time, the
1116         consensus produced by this vote should not be used.  See 1.4 for
1117         voting timeline information.
1119     "voting-delay" SP VoteSeconds SP DistSeconds NL
1121         [Exactly once.]
1123         VoteSeconds is the number of seconds that we will allow to collect
1124         votes from all authorities; DistSeconds is the number of seconds
1125         we'll allow to collect signatures from all authorities. See 1.4 for
1126         voting timeline information.
1128     "client-versions" SP VersionList NL
1130         [At most once.]
1132         A comma-separated list of recommended client versions, in
1133         ascending order.  If absent, no opinion is held about client
1134         versions.
1136     "server-versions" SP VersionList NL
1138         [At most once.]
1140         A comma-separated list of recommended server versions, in
1141         ascending order.  If absent, no opinion is held about server
1142         versions.
1144     "known-flags" SP FlagList NL
1146         [Exactly once.]
1148         A space-separated list of all of the flags that this document
1149         might contain.  A flag is "known" either because the authority
1150         knows about them and might set them (if in a vote), or because
1151         enough votes were counted for the consensus for an authoritative
1152         opinion to have been formed about their status.
1154     "params" SP [Parameters] NL
1156         [At most once]
1158         Parameter ::= Keyword '=' Int32
1159         Int32 ::= A decimal integer between -2147483648 and 2147483647.
1160         Parameters ::= Parameter | Parameters SP Parameter
1162         The parameters list, if present, contains a space-separated list of
1163         case-sensitive key-value pairs, sorted in lexical order by their
1164         keyword (as ASCII byte strings). Each parameter has its own meaning.
1166         (Only included when the vote is generated with consensus-method 7 or
1167         later.)
1169         Commonly used "param" arguments at this point include:
1171         "circwindow" -- the default package window that circuits should
1172         be established with. It started out at 1000 cells, but some
1173         research indicates that a lower value would mean fewer cells in
1174         transit in the network at any given time. Obeyed by Tor 0.2.1.20
1175         and later.
1176         Min: 100, Max: 1000
1178         "CircuitPriorityHalflifeMsec" -- the halflife parameter used when
1179         weighting which circuit will send the next cell. Obeyed by Tor
1180         0.2.2.10-alpha and later.  (Versions of Tor between 0.2.2.7-alpha
1181         and 0.2.2.10-alpha recognized a "CircPriorityHalflifeMsec" parameter,
1182         but mishandled it badly.)
1183         Min: -1, Max: 2147483647 (INT32_MAX)
1185         "perconnbwrate" and "perconnbwburst" -- if set, each relay sets
1186         up a separate token bucket for every client OR connection,
1187         and rate limits that connection indepedently. Typically left
1188         unset, except when used for performance experiments around trac
1189         entry 1750. Only honored by relays running Tor 0.2.2.16-alpha
1190         and later. (Note that relays running 0.2.2.7-alpha through
1191         0.2.2.14-alpha looked for bwconnrate and bwconnburst, but then
1192         did the wrong thing with them; see bug 1830 for details.)
1193         Min: 1, Max: 2147483647 (INT32_MAX)
1195         "refuseunknownexits" -- if set to one, exit relays look at
1196         the previous hop of circuits that ask to open an exit stream,
1197         and refuse to exit if they don't recognize it as a relay. The
1198         goal is to make it harder for people to use them as one-hop
1199         proxies. See trac entry 1751 for details.
1200         Min: 0, Max: 1
1202         "cbtdisabled", "cbtnummodes", "cbtrecentcount", "cbtmaxtimeouts",
1203         "cbtmincircs", "cbtquantile", "cbtclosequantile", "cbttestfreq",
1204         "cbtmintimeout", and "cbtinitialtimeout" -- see "2.4.5. Consensus
1205         parameters governing behavior" in path-spec.txt for a series of
1206         circuit build time related consensus params.
1208    The authority section of a vote contains the following items, followed
1209    in turn by the authority's current key certificate:
1211     "dir-source" SP nickname SP identity SP address SP IP SP dirport SP
1212        orport NL
1214         [Exactly once, at start]
1216         Describes this authority.  The nickname is a convenient identifier
1217         for the authority.  The identity is an uppercase hex fingerprint of
1218         the authority's current (v3 authority) identity key.  The address is
1219         the server's hostname.  The IP is the server's current IP address,
1220         and dirport is its current directory port. XXXXorport
1222     "contact" SP string NL
1224         [At most once.]
1226         An arbitrary string describing how to contact the directory
1227         server's administrator.  Administrators should include at least an
1228         email address and a PGP fingerprint.
1230     "legacy-key" SP FINGERPRINT NL
1232         [At most once]
1234         Lists a fingerprint for an obsolete _identity_ key still used
1235         by this authority to keep older clients working.  This option
1236         is used to keep key around for a little while in case the
1237         authorities need to migrate many identity keys at once.
1238         (Generally, this would only happen because of a security
1239         vulnerability that affected multiple authorities, like the
1240         Debian OpenSSL RNG bug of May 2008.)
1242    The authority section of a consensus contains groups the following items,
1243    in the order given, with one group for each authority that contributed to
1244    the consensus, with groups sorted by authority identity digest:
1246     "dir-source" SP nickname SP identity SP address SP IP SP dirport SP
1247        orport NL
1249         [Exactly once, at start]
1251         As in the authority section of a vote.
1253     "contact" SP string NL
1255         [At most once.]
1257         As in the authority section of a vote.
1259     "vote-digest" SP digest NL
1261         [Exactly once.]
1263         A digest of the vote from the authority that contributed to this
1264         consensus, as signed (that is, not including the signature).
1265         (Hex, upper-case.)
1267    Each router status entry contains the following items.  Router status
1268    entries are sorted in ascending order by identity digest.
1270     "r" SP nickname SP identity SP digest SP publication SP IP SP ORPort
1271         SP DirPort NL
1273         [At start, exactly once.]
1275         "Nickname" is the OR's nickname.  "Identity" is a hash of its
1276         identity key, encoded in base64, with trailing equals sign(s)
1277         removed.  "Digest" is a hash of its most recent descriptor as
1278         signed (that is, not including the signature), encoded in base64.
1279         "Publication" is the
1280         publication time of its most recent descriptor, in the form
1281         YYYY-MM-DD HH:MM:SS, in GMT.  "IP" is its current IP address;
1282         ORPort is its current OR port, "DirPort" is it's current directory
1283         port, or "0" for "none".
1285     "s" SP Flags NL
1287         [At most once.]
1289         A series of space-separated status flags, in lexical order (as ASCII
1290         byte strings).  Currently documented flags are:
1292           "Authority" if the router is a directory authority.
1293           "BadExit" if the router is believed to be useless as an exit node
1294              (because its ISP censors it, because it is behind a restrictive
1295              proxy, or for some similar reason).
1296           "BadDirectory" if the router is believed to be useless as a
1297              directory cache (because its directory port isn't working,
1298              its bandwidth is always throttled, or for some similar
1299              reason).
1300           "Exit" if the router is more useful for building
1301              general-purpose exit circuits than for relay circuits.  The
1302              path building algorithm uses this flag; see path-spec.txt.
1303           "Fast" if the router is suitable for high-bandwidth circuits.
1304           "Guard" if the router is suitable for use as an entry guard.
1305           "HSDir" if the router is considered a v2 hidden service directory.
1306           "Named" if the router's identity-nickname mapping is canonical,
1307              and this authority binds names.
1308           "Stable" if the router is suitable for long-lived circuits.
1309           "Running" if the router is currently usable.
1310           "Unnamed" if another router has bound the name used by this
1311              router, and this authority binds names.
1312           "Valid" if the router has been 'validated'.
1313           "V2Dir" if the router implements the v2 directory protocol.
1314           "V3Dir" if the router implements this protocol.
1316     "v" SP version NL
1318         [At most once.]
1320         The version of the Tor protocol that this server is running.  If
1321         the value begins with "Tor" SP, the rest of the string is a Tor
1322         version number, and the protocol is "The Tor protocol as supported
1323         by the given version of Tor."  Otherwise, if the value begins with
1324         some other string, Tor has upgraded to a more sophisticated
1325         protocol versioning system, and the protocol is "a version of the
1326         Tor protocol more recent than any we recognize."
1328         Directory authorities SHOULD omit version strings they receive from
1329         descriptors if they would cause "v" lines to be over 128 characters
1330         long.
1332     "w" SP "Bandwidth=" INT [SP "Measured=" INT] NL
1334         [At most once.]
1336         An estimate of the bandwidth of this server, in an arbitrary
1337         unit (currently kilobytes per second).  Used to weight router
1338         selection. 
1340         Additionally, the Measured= keyword is present in votes by 
1341         participating bandwidth measurement authorities to indicate
1342         a measured bandwidth currently produced by measuring stream 
1343         capacities. 
1345         Other weighting keywords may be added later.
1346         Clients MUST ignore keywords they do not recognize.
1348     "p" SP ("accept" / "reject") SP PortList NL
1350         [At most once.]
1352         PortList = PortOrRange
1353         PortList = PortList "," PortOrRange
1354         PortOrRange = INT "-" INT / INT
1356         A list of those ports that this router supports (if 'accept')
1357         or does not support (if 'reject') for exit to "most
1358         addresses".
1360    The footer section is delineated in all votes and consensuses supporting
1361    consensus method 9 and above with the following:
1363     "directory-footer" NL
1365    It contains two subsections, a bandwidths-weights line and a
1366    directory-signature.
1368    The bandwidths-weights line appears At Most Once for a consensus. It does
1369    not appear in votes.
1371     "bandwidth-weights" SP
1372        "Wbd=" INT SP "Wbe=" INT SP "Wbg=" INT SP "Wbm=" INT SP
1373        "Wdb=" INT SP
1374        "Web=" INT SP "Wed=" INT SP "Wee=" INT SP "Weg=" INT SP "Wem=" INT SP
1375        "Wgb=" INT SP "Wgd=" INT SP "Wgg=" INT SP "Wgm=" INT SP
1376        "Wmb=" INT SP "Wmd=" INT SP "Wme=" INT SP "Wmg=" INT SP "Wmm=" INT NL
1378        These values represent the weights to apply to router bandwidths
1379        during path selection. They are sorted in lexical order (as ASCII byte
1380        strings). The integer values are divided by BW_WEIGHT_SCALE=10000 or
1381        the consensus param "bwweightscale". They are:
1383          Wgg - Weight for Guard-flagged nodes in the guard position
1384          Wgm - Weight for non-flagged nodes in the guard Position
1385          Wgd - Weight for Guard+Exit-flagged nodes in the guard Position
1387          Wmg - Weight for Guard-flagged nodes in the middle Position
1388          Wmm - Weight for non-flagged nodes in the middle Position
1389          Wme - Weight for Exit-flagged nodes in the middle Position
1390          Wmd - Weight for Guard+Exit flagged nodes in the middle Position
1392          Weg - Weight for Guard flagged nodes in the exit Position
1393          Wem - Weight for non-flagged nodes in the exit Position
1394          Wee - Weight for Exit-flagged nodes in the exit Position
1395          Wed - Weight for Guard+Exit-flagged nodes in the exit Position
1397          Wgb - Weight for BEGIN_DIR-supporting Guard-flagged nodes
1398          Wmb - Weight for BEGIN_DIR-supporting non-flagged nodes
1399          Web - Weight for BEGIN_DIR-supporting Exit-flagged nodes
1400          Wdb - Weight for BEGIN_DIR-supporting Guard+Exit-flagged nodes
1402          Wbg - Weight for Guard flagged nodes for BEGIN_DIR requests
1403          Wbm - Weight for non-flagged nodes for BEGIN_DIR requests
1404          Wbe - Weight for Exit-flagged nodes for BEGIN_DIR requests
1405          Wbd - Weight for Guard+Exit-flagged nodes for BEGIN_DIR requests
1407        These values are calculated as specified in Section 3.4.3.
1409    The signature contains the following item, which appears Exactly Once
1410    for a vote, and At Least Once for a consensus.
1412     "directory-signature" SP identity SP signing-key-digest NL Signature
1414         This is a signature of the status document, with the initial item
1415         "network-status-version", and the signature item
1416         "directory-signature", using the signing key.  (In this case, we take
1417         the hash through the _space_ after directory-signature, not the
1418         newline: this ensures that all authorities sign the same thing.)
1419         "identity" is the hex-encoded digest of the authority identity key of
1420         the signing authority, and "signing-key-digest" is the hex-encoded
1421         digest of the current authority signing key of the signing authority.
1423 3.3. Assigning flags in a vote
1425    (This section describes how directory authorities choose which status
1426    flags to apply to routers, as of Tor 0.2.0.0-alpha-dev. Later directory
1427    authorities MAY do things differently, so long as clients keep working
1428    well.  Clients MUST NOT depend on the exact behaviors in this section.)
1430    In the below definitions, a router is considered "active" if it is
1431    running, valid, and not hibernating.
1433    "Valid" -- a router is 'Valid' if it is running a version of Tor not
1434    known to be broken, and the directory authority has not blacklisted
1435    it as suspicious.
1437    "Named" -- Directory authority administrators may decide to support name
1438    binding.  If they do, then they must maintain a file of
1439    nickname-to-identity-key mappings, and try to keep this file consistent
1440    with other directory authorities.  If they don't, they act as clients, and
1441    report bindings made by other directory authorities (name X is bound to
1442    identity Y if at least one binding directory lists it, and no directory
1443    binds X to some other Y'.)  A router is called 'Named' if the router
1444    believes the given name should be bound to the given key.
1446         Two strategies exist on the current network for deciding on
1447         values for the Named flag.  In the original version, server
1448         operators were asked to send nickname-identity pairs to a
1449         mailing list of Naming directory authorities operators.  The
1450         operators were then supposed to add the pairs to their
1451         mapping files; in practice, they didn't get to this often.
1453         Newer Naming authorities run a script that registers routers
1454         in their mapping files once the routers have been online at
1455         least two weeks, no other router has that nickname, and no
1456         other router has wanted the nickname for a month.  If a router
1457         has not been online for six months, the router is removed.
1459    "Unnamed" -- Directory authorities that support naming should vote for a
1460    router to be 'Unnamed' if its given nickname is mapped to a different
1461    identity.
1463    "Running" -- A router is 'Running' if the authority managed to connect to
1464    it successfully within the last 30 minutes.
1466    "Stable" -- A router is 'Stable' if it is active, and either its Weighted
1467    MTBF is at least the median for known active routers or its Weighted MTBF
1468    corresponds to at least 7 days. Routers are never called Stable if they are
1469    running a version of Tor known to drop circuits stupidly.  (0.1.1.10-alpha
1470    through 0.1.1.16-rc are stupid this way.)
1472         To calculate weighted MTBF, compute the weighted mean of the lengths
1473         of all intervals when the router was observed to be up, weighting
1474         intervals by $\alpha^n$, where $n$ is the amount of time that has
1475         passed since the interval ended, and $\alpha$ is chosen so that
1476         measurements over approximately one month old no longer influence the
1477         weighted MTBF much.
1479         [XXXX what happens when we have less than 4 days of MTBF info.]
1481    "Exit" -- A router is called an 'Exit' iff it allows exits to at
1482     least two of the ports 80, 443, and 6667 and allows exits to at
1483     least one /8 address space.
1485    "Fast" -- A router is 'Fast' if it is active, and its bandwidth is
1486    either in the top 7/8ths for known active routers or at least 20KB/s.
1488    "Guard" -- A router is a possible 'Guard' if its Weighted Fractional
1489    Uptime is at least the median for "familiar" active routers, and if
1490    its bandwidth is at least median or at least 250KB/s.
1492         To calculate weighted fractional uptime, compute the fraction
1493         of time that the router is up in any given day, weighting so that
1494         downtime and uptime in the past counts less.
1496         A node is 'familiar' if 1/8 of all active nodes have appeared more
1497         recently than it, OR it has been around for a few weeks.
1499    "Authority" -- A router is called an 'Authority' if the authority
1500    generating the network-status document believes it is an authority.
1502    "V2Dir" -- A router supports the v2 directory protocol if it has an open
1503    directory port, and it is running a version of the directory protocol that
1504    supports the functionality clients need.  (Currently, this is
1505    0.1.1.9-alpha or later.)
1507    "V3Dir" -- A router supports the v3 directory protocol if it has an open
1508    directory port, and it is running a version of the directory protocol that
1509    supports the functionality clients need.  (Currently, this is
1510    0.2.0.?????-alpha or later.)
1512    "HSDir" -- A router is a v2 hidden service directory if it stores and
1513    serves v2 hidden service descriptors and the authority managed to connect
1514    to it successfully within the last 24 hours.
1516    Directory server administrators may label some servers or IPs as
1517    blacklisted, and elect not to include them in their network-status lists.
1519    Authorities SHOULD 'disable' any servers in excess of 3 on any single IP.
1520    When there are more than 3 to choose from, authorities should first prefer
1521    authorities to non-authorities, then prefer Running to non-Running, and
1522    then prefer high-bandwidth to low-bandwidth.  To 'disable' a server, the
1523    authority *should* advertise it without the Running or Valid flag.
1525    Thus, the network-status vote includes all non-blacklisted,
1526    non-expired, non-superseded descriptors.
1528    The bandwidth in a "w" line should be taken as the best estimate
1529    of the router's actual capacity that the authority has.  For now,
1530    this should be the lesser of the observed bandwidth and bandwidth
1531    rate limit from the router descriptor.  It is given in kilobytes
1532    per second, and capped at some arbitrary value (currently 10 MB/s).
1534    The Measured= keyword on a "w" line vote is currently computed
1535    by multiplying the previous published consensus bandwidth by the
1536    ratio of the measured average node stream capacity to the network
1537    average. If 3 or more authorities provide a Measured= keyword for
1538    a router, the authorities produce a consensus containing a "w"
1539    Bandwidth= keyword equal to the median of the Measured= votes.
1541    The ports listed in a "p" line should be taken as those ports for
1542    which the router's exit policy permits 'most' addresses, ignoring any
1543    accept not for all addresses, ignoring all rejects for private
1544    netblocks.  "Most" addresses are permitted if no more than 2^25
1545    IPv4 addresses (two /8 networks) were blocked.  The list is encoded
1546    as described in 3.4.2.
1548 3.4. Computing a consensus from a set of votes
1550    Given a set of votes, authorities compute the contents of the consensus
1551    document as follows:
1553      The "valid-after", "valid-until", and "fresh-until" times are taken as
1554      the median of the respective values from all the votes.
1556      The times in the "voting-delay" line are taken as the median of the
1557      VoteSeconds and DistSeconds times in the votes.
1559      Known-flags is the union of all flags known by any voter.
1561      Entries are given on the "params" line for every keyword on which any
1562      authority voted.  The values given are the low-median of all votes on
1563      that keyword.
1565     "client-versions" and "server-versions" are sorted in ascending
1566      order; A version is recommended in the consensus if it is recommended
1567      by more than half of the voting authorities that included a
1568      client-versions or server-versions lines in their votes.
1570      The authority item groups (dir-source, contact, fingerprint,
1571      vote-digest) are taken from the votes of the voting
1572      authorities. These groups are sorted by the digests of the
1573      authorities identity keys, in ascending order.  If the consensus
1574      method is 3 or later, a dir-source line must be included for
1575      every vote with legacy-key entry, using the legacy-key's
1576      fingerprint, the voter's ordinary nickname with the string
1577      "-legacy" appended, and all other fields as from the original
1578      vote's dir-source line.
1580      A router status entry:
1581         * is included in the result if some router status entry with the same
1582           identity is included by more than half of the authorities (total
1583           authorities, not just those whose votes we have).
1585         * For any given identity, we include at most one router status entry.
1587         * A router entry has a flag set if that is included by more than half
1588           of the authorities who care about that flag.
1590         * Two router entries are "the same" if they have the same
1591           <descriptor digest, published time, nickname, IP, ports> tuple.
1592           We choose the tuple for a given router as whichever tuple appears
1593           for that router in the most votes.  We break ties first in favor of
1594           the more recently published, then in favor of smaller server
1595           descriptor digest.
1597         * The Named flag appears if it is included for this routerstatus by
1598           _any_ authority, and if all authorities that list it list the same
1599           nickname. However, if consensus-method 2 or later is in use, and
1600           any authority calls this identity/nickname pair Unnamed, then
1601           this routerstatus does not get the Named flag.
1603         * If consensus-method 2 or later is in use, the Unnamed flag is
1604           set for a routerstatus if any authorities have voted for a different
1605           identities to be Named with that nickname, or if any authority
1606           lists that nickname/ID pair as Unnamed.
1608           (With consensus-method 1, Unnamed is set like any other flag.)
1610         * The version is given as whichever version is listed by the most
1611           voters, with ties decided in favor of more recent versions.
1613         * If consensus-method 4 or later is in use, then routers that
1614           do not have the Running flag are not listed at all.
1616         * If consensus-method 5 or later is in use, then the "w" line
1617           is generated using a low-median of the bandwidth values from
1618           the votes that included "w" lines for this router.
1620         * If consensus-method 5 or later is in use, then the "p" line
1621           is taken from the votes that have the same policy summary
1622           for the descriptor we are listing.  (They should all be the
1623           same.  If they are not, we pick the most commonly listed
1624           one, breaking ties in favor of the lexicographically larger
1625           vote.)  The port list is encoded as specified in 3.4.2.
1627         * If consensus-method 6 or later is in use and if 3 or more 
1628           authorities provide a Measured= keyword in their votes for 
1629           a router, the authorities produce a consensus containing a 
1630           Bandwidth= keyword equal to the median of the Measured= votes.
1632         * If consensus-method 7 or later is in use, the params line is
1633           included in the output.
1635         * If the consensus method is under 11, bad exits are considered as
1636           possible exits when computing bandwidth weights.  Otherwise, if
1637           method 11 or later is in use, any router that is determined to get
1638           the BadExit flag doesn't count when we're calculating weights.
1640      The signatures at the end of a consensus document are sorted in
1641      ascending order by identity digest.
1643    All ties in computing medians are broken in favor of the smaller or
1644    earlier item.
1646 3.4.1. Forward compatibility
1648    Future versions of Tor will need to include new information in the
1649    consensus documents, but it is important that all authorities (or at least
1650    half) generate and sign the same signed consensus.
1652    To achieve this, authorities list in their votes their supported methods
1653    for generating consensuses from votes.  Later methods will be assigned
1654    higher numbers.  Currently recognized methods:
1655      "1" -- The first implemented version.
1656      "2" -- Added support for the Unnamed flag.
1657      "3" -- Added legacy ID key support to aid in authority ID key rollovers
1658      "4" -- No longer list routers that are not running in the consensus
1659      "5" -- adds support for "w" and "p" lines.
1660      "6" -- Prefers measured bandwidth values rather than advertised
1661      "7" -- Provides keyword=integer pairs of consensus parameters
1662      "8" -- Provides microdescriptor summaries
1663      "9" -- Provides weights for selecting flagged routers in paths
1664      "10" -- Fixes edge case bugs in router flag selection weights
1665      "11" -- Don't consider BadExits when calculating bandwidth weights
1668    Before generating a consensus, an authority must decide which consensus
1669    method to use.  To do this, it looks for the highest version number
1670    supported by more than 2/3 of the authorities voting.  If it supports this
1671    method, then it uses it.  Otherwise, it falls back to method 1.
1673    (The consensuses generated by new methods must be parsable by
1674    implementations that only understand the old methods, and must not cause
1675    those implementations to compromise their anonymity.  This is a means for
1676    making changes in the contents of consensus; not for making
1677    backward-incompatible changes in their format.)
1679 3.4.2. Encoding port lists
1681   Whether the summary shows the list of accepted ports or the list of
1682   rejected ports depends on which list is shorter (has a shorter string
1683   representation).  In case of ties we choose the list of accepted
1684   ports.  As an exception to this rule an allow-all policy is
1685   represented as "accept 1-65535" instead of "reject " and a reject-all
1686   policy is similarly given as "reject 1-65535".
1688   Summary items are compressed, that is instead of "80-88,89-100" there
1689   only is a single item of "80-100", similarly instead of "20,21" a
1690   summary will say "20-21".
1692   Port lists are sorted in ascending order.
1694   The maximum allowed length of a policy summary (including the "accept "
1695   or "reject ") is 1000 characters.  If a summary exceeds that length we
1696   use an accept-style summary and list as much of the port list as is
1697   possible within these 1000 bytes.  [XXXX be more specific.]
1699 3.4.3. Computing Bandwidth Weights
1701   Let weight_scale = 10000
1703   Let G be the total bandwidth for Guard-flagged nodes.
1704   Let M be the total bandwidth for non-flagged nodes.
1705   Let E be the total bandwidth for Exit-flagged nodes.
1706   Let D be the total bandwidth for Guard+Exit-flagged nodes.
1707   Let T = G+M+E+D
1709   Let Wgd be the weight for choosing a Guard+Exit for the guard position.
1710   Let Wmd be the weight for choosing a Guard+Exit for the middle position.
1711   Let Wed be the weight for choosing a Guard+Exit for the exit position.
1713   Let Wme be the weight for choosing an Exit for the middle position.
1714   Let Wmg be the weight for choosing a Guard for the middle position.
1716   Let Wgg be the weight for choosing a Guard for the guard position.
1717   Let Wee be the weight for choosing an Exit for the exit position.
1719   Balanced network conditions then arise from solutions to the following
1720   system of equations:
1722       Wgg*G + Wgd*D == M + Wmd*D + Wme*E + Wmg*G  (guard bw = middle bw)
1723       Wgg*G + Wgd*D == Wee*E + Wed*D              (guard bw = exit bw)
1724       Wed*D + Wmd*D + Wgd*D == D                  (aka: Wed+Wmd+Wdg = 1)
1725       Wmg*G + Wgg*G == G                          (aka: Wgg = 1-Wmg)
1726       Wme*E + Wee*E == E                          (aka: Wee = 1-Wme)
1728   We are short 2 constraints with the above set. The remaining constraints
1729   come from examining different cases of network load. The following
1730   constraints are used in consensus method 10 and above. There are another
1731   incorrect and obsolete set of constraints used for these same cases in
1732   consensus method 9. For those, see dir-spec.txt in Tor 0.2.2.10-alpha
1733   to 0.2.2.16-alpha.
1735   Case 1: E >= T/3 && G >= T/3 (Neither Exit nor Guard Scarce)
1737     In this case, the additional two constraints are: Wmg == Wmd,
1738     Wed == 1/3.
1740     This leads to the solution:
1741         Wgd = weight_scale/3
1742         Wed = weight_scale/3
1743         Wmd = weight_scale/3
1744         Wee = (weight_scale*(E+G+M))/(3*E)
1745         Wme = weight_scale - Wee
1746         Wmg = (weight_scale*(2*G-E-M))/(3*G)
1747         Wgg = weight_scale - Wmg
1749   Case 2: E < T/3 && G < T/3 (Both are scarce)
1751     Let R denote the more scarce class (Rare) between Guard vs Exit.
1752     Let S denote the less scarce class.
1754     Subcase a: R+D < S
1756        In this subcase, we simply devote all of D bandwidth to the
1757        scarce class.
1759        Wgg = Wee = weight_scale
1760        Wmg = Wme = Wmd = 0;
1761        if E < G:
1762          Wed = weight_scale
1763          Wgd = 0
1764        else:
1765          Wed = 0
1766          Wgd = weight_scale
1768     Subcase b: R+D >= S
1770       In this case, if M <= T/3, we have enough bandwidth to try to achieve
1771       a balancing condition.
1773       Add constraints Wgg = 1, Wmd == Wgd to maximize bandwidth in the guard
1774       position while still allowing exits to be used as middle nodes:
1776         Wee = (weight_scale*(E - G + M))/E
1777         Wed = (weight_scale*(D - 2*E + 4*G - 2*M))/(3*D)
1778         Wme = (weight_scale*(G-M))/E
1779         Wmg = 0
1780         Wgg = weight_scale
1781         Wmd = (weight_scale - Wed)/2
1782         Wgd = (weight_scale - Wed)/2
1784       If this system ends up with any values out of range (ie negative, or
1785       above weight_scale), use the constraints Wgg == 1 and Wee == 1, since
1786       both those positions are scarce:
1788          Wgg = weight_scale
1789          Wee = weight_scale
1790          Wed = (weight_scale*(D - 2*E + G + M))/(3*D)
1791          Wmd = (weight_Scale*(D - 2*M + G + E))/(3*D)
1792          Wme = 0
1793          Wmg = 0
1794          Wgd = weight_scale - Wed - Wmd
1796       If M > T/3, then the Wmd weight above will become negative. Set it to 0
1797       in this case:
1798          Wmd = 0
1799          Wgd = weight_scale - Wed
1801   Case 3: One of E < T/3 or G < T/3
1803     Let S be the scarce class (of E or G).
1805     Subcase a: (S+D) < T/3:
1806       if G=S:
1807         Wgg = Wgd = weight_scale;
1808         Wmd = Wed = Wmg = 0;
1809         // Minor subcase, if E is more scarce than M,
1810         // keep its bandwidth in place.
1811         if (E < M) Wme = 0;
1812         else Wme = (weight_scale*(E-M))/(2*E);
1813         Wee = weight_scale-Wme;
1814       if E=S:
1815         Wee = Wed = weight_scale;
1816         Wmd = Wgd = Wme = 0;
1817         // Minor subcase, if G is more scarce than M,
1818         // keep its bandwidth in place.
1819         if (G < M) Wmg = 0;
1820         else Wmg = (weight_scale*(G-M))/(2*G);
1821         Wgg = weight_scale-Wmg;
1823     Subcase b: (S+D) >= T/3
1824       if G=S:
1825         Add constraints Wgg = 1, Wmd == Wed to maximize bandwidth
1826         in the guard position, while still allowing exits to be
1827         used as middle nodes:
1828           Wgg = weight_scale
1829           Wgd = (weight_scale*(D - 2*G + E + M))/(3*D)
1830           Wmg = 0
1831           Wee = (weight_scale*(E+M))/(2*E)
1832           Wme = weight_scale - Wee
1833           Wmd = (weight_scale - Wgd)/2
1834           Wed = (weight_scale - Wgd)/2
1835       if E=S:
1836         Add constraints Wee == 1, Wmd == Wgd to maximize bandwidth
1837         in the exit position:
1838           Wee = weight_scale;
1839           Wed = (weight_scale*(D - 2*E + G + M))/(3*D);
1840           Wme = 0;
1841           Wgg = (weight_scale*(G+M))/(2*G);
1842           Wmg = weight_scale - Wgg;
1843           Wmd = (weight_scale - Wed)/2;
1844           Wgd = (weight_scale - Wed)/2;
1846   To ensure consensus, all calculations are performed using integer math
1847   with a fixed precision determined by the bwweightscale consensus
1848   parameter (defaults at 10000, Min: 1, Max: INT32_MAX).
1850   For future balancing improvements, Tor clients support 11 additional weights
1851   for directory requests and middle weighting. These weights are currently
1852   set at weight_scale, with the exception of the following groups of
1853   assignments:
1855   Directory requests use middle weights:
1856      Wbd=Wmd, Wbg=Wmg, Wbe=Wme, Wbm=Wmm
1858   Handle bridges and strange exit policies:
1859      Wgm=Wgg, Wem=Wee, Weg=Wed
1861 3.5. Detached signatures
1863    Assuming full connectivity, every authority should compute and sign the
1864    same consensus directory in each period.  Therefore, it isn't necessary to
1865    download the consensus computed by each authority; instead, the
1866    authorities only push/fetch each others' signatures.  A "detached
1867    signature" document contains items as follows:
1869     "consensus-digest" SP Digest NL
1871         [At start, at most once.]
1873         The digest of the consensus being signed.
1875     "valid-after" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
1876     "fresh-until" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
1877     "valid-until" SP YYYY-MM-DD SP HH:MM:SS NL
1879         [As in the consensus]
1881     "directory-signature"
1883         [As in the consensus; the signature object is the same as in the
1884         consensus document.]
1887 4. Directory server operation
1889    All directory authorities and directory caches ("directory servers")
1890    implement this section, except as noted.
1892 4.1. Accepting uploads (authorities only)
1894    When a router posts a signed descriptor to a directory authority, the
1895    authority first checks whether it is well-formed and correctly
1896    self-signed.  If it is, the authority next verifies that the nickname
1897    in question is not already assigned to a router with a different
1898    public key.
1899    Finally, the authority MAY check that the router is not blacklisted
1900    because of its key, IP, or another reason.
1902    If the descriptor passes these tests, and the authority does not already
1903    have a descriptor for a router with this public key, it accepts the
1904    descriptor and remembers it.
1906    If the authority _does_ have a descriptor with the same public key, the
1907    newly uploaded descriptor is remembered if its publication time is more
1908    recent than the most recent old descriptor for that router, and either:
1909       - There are non-cosmetic differences between the old descriptor and the
1910         new one.
1911       - Enough time has passed between the descriptors' publication times.
1912         (Currently, 12 hours.)
1914    Differences between router descriptors are "non-cosmetic" if they would be
1915    sufficient to force an upload as described in section 2 above.
1917    Note that the "cosmetic difference" test only applies to uploaded
1918    descriptors, not to descriptors that the authority downloads from other
1919    authorities.
1921    When a router posts a signed extra-info document to a directory authority,
1922    the authority again checks it for well-formedness and correct signature,
1923    and checks that its matches the extra-info-digest in some router
1924    descriptor that it believes is currently useful.  If so, it accepts it and
1925    stores it and serves it as requested.  If not, it drops it.
1927 4.2. Voting (authorities only)
1929    Authorities divide time into Intervals.  Authority administrators SHOULD
1930    try to all pick the same interval length, and SHOULD pick intervals that
1931    are commonly used divisions of time (e.g., 5 minutes, 15 minutes, 30
1932    minutes, 60 minutes, 90 minutes).  Voting intervals SHOULD be chosen to
1933    divide evenly into a 24-hour day.
1935    Authorities SHOULD act according to interval and delays in the
1936    latest consensus.  Lacking a latest consensus, they SHOULD default to a
1937    30-minute Interval, a 5 minute VotingDelay, and a 5 minute DistDelay.
1939    Authorities MUST take pains to ensure that their clocks remain accurate
1940    within a few seconds.  (Running NTP is usually sufficient.)
1942    The first voting period of each day begins at 00:00 (midnight) GMT.  If
1943    the last period of the day would be truncated by one-half or more, it is
1944    merged with the second-to-last period.
1946    An authority SHOULD publish its vote immediately at the start of each voting
1947    period (minus VoteSeconds+DistSeconds).  It does this by making it
1948    available at
1949      http://<hostname>/tor/status-vote/next/authority.z
1950    and sending it in an HTTP POST request to each other authority at the URL
1951      http://<hostname>/tor/post/vote
1953    If, at the start of the voting period, minus DistSeconds, an authority
1954    does not have a current statement from another authority, the first
1955    authority downloads the other's statement.
1957    Once an authority has a vote from another authority, it makes it available
1958    at
1959       http://<hostname>/tor/status-vote/next/<fp>.z
1960    where <fp> is the fingerprint of the other authority's identity key.
1961    And at
1962       http://<hostname>/tor/status-vote/next/d/<d>.z
1963    where <d> is the digest of the vote document.
1965    The consensus status, along with as many signatures as the server
1966    currently knows, should be available at
1967       http://<hostname>/tor/status-vote/next/consensus.z
1968    All of the detached signatures it knows for consensus status should be
1969    available at:
1970       http://<hostname>/tor/status-vote/next/consensus-signatures.z
1972    Once there are enough signatures, or once the voting period starts,
1973    these documents are available at
1974       http://<hostname>/tor/status-vote/current/consensus.z
1975    and
1976       http://<hostname>/tor/status-vote/current/consensus-signatures.z
1977    [XXX current/consensus-signatures is not currently implemented, as it
1978     is not used in the voting protocol.]
1980    The other vote documents are analogously made available under
1981      http://<hostname>/tor/status-vote/current/authority.z
1982      http://<hostname>/tor/status-vote/current/<fp>.z
1983      http://<hostname>/tor/status-vote/current/d/<d>.z
1984    once the consensus is complete.
1986    Once an authority has computed and signed a consensus network status, it
1987    should send its detached signature to each other authority in an HTTP POST
1988    request to the URL:
1989       http://<hostname>/tor/post/consensus-signature
1991    [XXX Note why we support push-and-then-pull.]
1993    [XXX possible future features include support for downloading old
1994     consensuses.]
1996 4.3. Downloading consensus status documents (caches only)
1998    All directory servers (authorities and caches) try to keep a recent
1999    network-status consensus document to serve to clients.  A cache ALWAYS
2000    downloads a network-status consensus if any of the following are true:
2001      - The cache has no consensus document.
2002      - The cache's consensus document is no longer valid.
2003    Otherwise, the cache downloads a new consensus document at a randomly
2004    chosen time in the first half-interval after its current consensus
2005    stops being fresh.  (This time is chosen at random to avoid swarming
2006    the authorities at the start of each period.  The interval size is
2007    inferred from the difference between the valid-after time and the
2008    fresh-until time on the consensus.)
2010    [For example, if a cache has a consensus that became valid at 1:00,
2011     and is fresh until 2:00, that cache will fetch a new consensus at
2012     a random time between 2:00 and 2:30.]
2014 4.4. Downloading and storing router descriptors (authorities and caches)
2016    Periodically (currently, every 10 seconds), directory servers check
2017    whether there are any specific descriptors that they do not have and that
2018    they are not currently trying to download.  Caches identify these
2019    descriptors by hash in the recent network-status consensus documents;
2020    authorities identify them by hash in vote (if publication date is more
2021    recent than the descriptor we currently have).
2023  [XXXX need a way to fetch descriptors ahead of the vote?  v2 status docs can
2024  do that for now.]
2026    If so, the directory server launches requests to the authorities for these
2027    descriptors, such that each authority is only asked for descriptors listed
2028    in its most recent vote (if the requester is an authority) or in the
2029    consensus (if the requester is a cache).  If we're an authority, and more
2030    than one authority lists the descriptor, we choose which to ask at random.
2032    If one of these downloads fails, we do not try to download that descriptor
2033    from the authority that failed to serve it again unless we receive a newer
2034    network-status (consensus or vote) from that authority that lists the same
2035    descriptor.
2037    Directory servers must potentially cache multiple descriptors for each
2038    router. Servers must not discard any descriptor listed by any recent
2039    consensus.  If there is enough space to store additional descriptors,
2040    servers SHOULD try to hold those which clients are likely to download the
2041    most.  (Currently, this is judged based on the interval for which each
2042    descriptor seemed newest.)
2043 [XXXX define recent]
2045    Authorities SHOULD NOT download descriptors for routers that they would
2046    immediately reject for reasons listed in 3.1.
2048 4.5. Downloading and storing extra-info documents
2050    All authorities, and any cache that chooses to cache extra-info documents,
2051    and any client that uses extra-info documents, should implement this
2052    section.
2054    Note that generally, clients don't need extra-info documents.
2056    Periodically, the Tor instance checks whether it is missing any extra-info
2057    documents: in other words, if it has any router descriptors with an
2058    extra-info-digest field that does not match any of the extra-info
2059    documents currently held.  If so, it downloads whatever extra-info
2060    documents are missing.  Caches download from authorities; non-caches try
2061    to download from caches.  We follow the same splitting and back-off rules
2062    as in 4.4 (if a cache) or 5.3 (if a client).
2064 4.6. General-use HTTP URLs
2066    "Fingerprints" in these URLs are base-16-encoded SHA1 hashes.
2068    The most recent v3 consensus should be available at:
2069       http://<hostname>/tor/status-vote/current/consensus.z
2071    Starting with Tor version 0.2.1.1-alpha is also available at:
2072       http://<hostname>/tor/status-vote/current/consensus/<F1>+<F2>+<F3>.z
2074    Where F1, F2, etc. are authority identity fingerprints the client trusts.
2075    Servers will only return a consensus if more than half of the requested
2076    authorities have signed the document, otherwise a 404 error will be sent
2077    back.  The fingerprints can be shortened to a length of any multiple of
2078    two, using only the leftmost part of the encoded fingerprint.  Tor uses
2079    3 bytes (6 hex characters) of the fingerprint.
2081    Clients SHOULD sort the fingerprints in ascending order.  Server MUST
2082    accept any order.
2084    Clients SHOULD use this format when requesting consensus documents from
2085    directory authority servers and from caches running a version of Tor
2086    that is known to support this URL format.
2088    A concatenated set of all the current key certificates should be available
2089    at:
2090       http://<hostname>/tor/keys/all.z
2092    The key certificate for this server (if it is an authority) should be
2093    available at:
2094       http://<hostname>/tor/keys/authority.z
2096    The key certificate for an authority whose authority identity fingerprint
2097    is <F> should be available at:
2098       http://<hostname>/tor/keys/fp/<F>.z
2100    The key certificate whose signing key fingerprint is <F> should be
2101    available at:
2102       http://<hostname>/tor/keys/sk/<F>.z
2104    The key certificate whose identity key fingerprint is <F> and whose signing
2105    key fingerprint is <S> should be available at:
2107       http://<hostname>/tor/keys/fp-sk/<F>-<S>.z
2109    (As usual, clients may request multiple certificates using:
2110        http://<hostname>/tor/keys/fp-sk/<F1>-<S1>+<F2>-<S2>.z  )
2111    [The above fp-sk format was not supported before Tor 0.2.1.9-alpha.]
2113    The most recent descriptor for a server whose identity key has a
2114    fingerprint of <F> should be available at:
2115       http://<hostname>/tor/server/fp/<F>.z
2117    The most recent descriptors for servers with identity fingerprints
2118    <F1>,<F2>,<F3> should be available at:
2119       http://<hostname>/tor/server/fp/<F1>+<F2>+<F3>.z
2121    (NOTE: Implementations SHOULD NOT download descriptors by identity key
2122    fingerprint. This allows a corrupted server (in collusion with a cache) to
2123    provide a unique descriptor to a client, and thereby partition that client
2124    from the rest of the network.)
2126    The server descriptor with (descriptor) digest <D> (in hex) should be
2127    available at:
2128       http://<hostname>/tor/server/d/<D>.z
2130    The most recent descriptors with digests <D1>,<D2>,<D3> should be
2131    available at:
2132       http://<hostname>/tor/server/d/<D1>+<D2>+<D3>.z
2134    The most recent descriptor for this server should be at:
2135       http://<hostname>/tor/server/authority.z
2136     [Nothing in the Tor protocol uses this resource yet, but it is useful
2137      for debugging purposes. Also, the official Tor implementations
2138      (starting at 0.1.1.x) use this resource to test whether a server's
2139      own DirPort is reachable.]
2141    A concatenated set of the most recent descriptors for all known servers
2142    should be available at:
2143       http://<hostname>/tor/server/all.z
2145    Extra-info documents are available at the URLS
2146       http://<hostname>/tor/extra/d/...
2147       http://<hostname>/tor/extra/fp/...
2148       http://<hostname>/tor/extra/all[.z]
2149       http://<hostname>/tor/extra/authority[.z]
2150          (As for /tor/server/ URLs: supports fetching extra-info
2151          documents by their digest, by the fingerprint of their servers,
2152          or all at once. When serving by fingerprint, we serve the
2153          extra-info that corresponds to the descriptor we would serve by
2154          that fingerprint. Only directory authorities of version
2155          0.2.0.1-alpha or later are guaranteed to support the first
2156          three classes of URLs.  Caches may support them, and MUST
2157          support them if they have advertised "caches-extra-info".)
2159    For debugging, directories SHOULD expose non-compressed objects at URLs like
2160    the above, but without the final ".z".
2161    Clients MUST handle compressed concatenated information in two forms:
2162      - A concatenated list of zlib-compressed objects.
2163      - A zlib-compressed concatenated list of objects.
2164    Directory servers MAY generate either format: the former requires less
2165    CPU, but the latter requires less bandwidth.
2167    Clients SHOULD use upper case letters (A-F) when base16-encoding
2168    fingerprints.  Servers MUST accept both upper and lower case fingerprints
2169    in requests.
2171 5. Client operation: downloading information
2173    Every Tor that is not a directory server (that is, those that do
2174    not have a DirPort set) implements this section.
2176 5.1. Downloading network-status documents
2178    Each client maintains a list of directory authorities.  Insofar as
2179    possible, clients SHOULD all use the same list.
2181    Clients try to have a live consensus network-status document at all times.
2182    A network-status document is "live" if the time in its valid-until field
2183    has not passed.
2185    If a client is missing a live network-status document, it tries to fetch
2186    it from a directory cache (or from an authority if it knows no caches).
2187    On failure, the client waits briefly, then tries that network-status
2188    document again from another cache.  The client does not build circuits
2189    until it has a live network-status consensus document, and it has
2190    descriptors for more than 1/4 of the routers that it believes are running.
2192    (Note: clients can and should pick caches based on the network-status
2193    information they have: once they have first fetched network-status info
2194    from an authority, they should not need to go to the authority directly
2195    again.)
2197    To avoid swarming the caches whenever a consensus expires, the
2198    clients download new consensuses at a randomly chosen time after the
2199    caches are expected to have a fresh consensus, but before their
2200    consensus will expire.  (This time is chosen uniformly at random from
2201    the interval between the time 3/4 into the first interval after the
2202    consensus is no longer fresh, and 7/8 of the time remaining after
2203    that before the consensus is invalid.)
2205    [For example, if a cache has a consensus that became valid at 1:00,
2206     and is fresh until 2:00, and expires at 4:00, that cache will fetch
2207     a new consensus at a random time between 2:45 and 3:50, since 3/4
2208     of the one-hour interval is 45 minutes, and 7/8 of the remaining 75
2209     minutes is 65 minutes.]
2211 5.2. Downloading and storing router descriptors
2213    Clients try to have the best descriptor for each router.  A descriptor is
2214    "best" if:
2215       * It is listed in the consensus network-status document.
2217    Periodically (currently every 10 seconds) clients check whether there are
2218    any "downloadable" descriptors.  A descriptor is downloadable if:
2219       - It is the "best" descriptor for some router.
2220       - The descriptor was published at least 10 minutes in the past.
2221         (This prevents clients from trying to fetch descriptors that the
2222         mirrors have probably not yet retrieved and cached.)
2223       - The client does not currently have it.
2224       - The client is not currently trying to download it.
2225       - The client would not discard it immediately upon receiving it.
2226       - The client thinks it is running and valid (see 6.1 below).
2228    If at least 16 known routers have downloadable descriptors, or if
2229    enough time (currently 10 minutes) has passed since the last time the
2230    client tried to download descriptors, it launches requests for all
2231    downloadable descriptors, as described in 5.3 below.
2233    When a descriptor download fails, the client notes it, and does not
2234    consider the descriptor downloadable again until a certain amount of time
2235    has passed. (Currently 0 seconds for the first failure, 60 seconds for the
2236    second, 5 minutes for the third, 10 minutes for the fourth, and 1 day
2237    thereafter.)  Periodically (currently once an hour) clients reset the
2238    failure count.
2240    Clients retain the most recent descriptor they have downloaded for each
2241    router so long as it is not too old (currently, 48 hours), OR so long as
2242    no better descriptor has been downloaded for the same router.
2244    [Versions of Tor before 0.1.2.3-alpha would discard descriptors simply for
2245    being published too far in the past.]  [The code seems to discard
2246    descriptors in all cases after they're 5 days old. True? -RD]
2248 5.3. Managing downloads
2250    When a client has no consensus network-status document, it downloads it
2251    from a randomly chosen authority.  In all other cases, the client
2252    downloads from caches randomly chosen from among those believed to be V2
2253    directory servers.  (This information comes from the network-status
2254    documents; see 6 below.)
2256    When downloading multiple router descriptors, the client chooses multiple
2257    mirrors so that:
2258      - At least 3 different mirrors are used, except when this would result
2259        in more than one request for under 4 descriptors.
2260      - No more than 128 descriptors are requested from a single mirror.
2261      - Otherwise, as few mirrors as possible are used.
2262    After choosing mirrors, the client divides the descriptors among them
2263    randomly.
2265    After receiving any response client MUST discard any network-status
2266    documents and descriptors that it did not request.
2268 6. Using directory information
2270    Everyone besides directory authorities uses the approaches in this section
2271    to decide which servers to use and what their keys are likely to be.
2272    (Directory authorities just believe their own opinions, as in 3.1 above.)
2274 6.1. Choosing routers for circuits.
2276    Circuits SHOULD NOT be built until the client has enough directory
2277    information: a live consensus network status [XXXX fallback?]  and
2278    descriptors for at least 1/4 of the servers believed to be running.
2280    A server is "listed" if it is included by the consensus network-status
2281    document.  Clients SHOULD NOT use unlisted servers.
2283    These flags are used as follows:
2285      - Clients SHOULD NOT use non-'Valid' or non-'Running' routers unless
2286        requested to do so.
2288      - Clients SHOULD NOT use non-'Fast' routers for any purpose other than
2289        very-low-bandwidth circuits (such as introduction circuits).
2291      - Clients SHOULD NOT use non-'Stable' routers for circuits that are
2292        likely to need to be open for a very long time (such as those used for
2293        IRC or SSH connections).
2295      - Clients SHOULD NOT choose non-'Guard' nodes when picking entry guard
2296        nodes.
2298      - Clients SHOULD NOT download directory information from non-'V2Dir'
2299        caches.
2301    See the "path-spec.txt" document for more details.
2303 6.2. Managing naming
2305    In order to provide human-memorable names for individual server
2306    identities, some directory servers bind names to IDs.  Clients handle
2307    names in two ways:
2309    When a client encounters a name it has not mapped before:
2311       If the consensus lists any router with that name as "Named", or if
2312       consensus-method 2 or later is in use and the consensus lists any
2313       router with that name as having the "Unnamed" flag, then the name is
2314       bound.  (It's bound to the ID listed in the entry with the Named,
2315       or to an unknown ID if no name is found.)
2317    When the user refers to a bound name, the implementation SHOULD provide
2318    only the router with ID bound to that name, and no other router, even
2319    if the router with the right ID can't be found.
2321    When a user tries to refer to a non-bound name, the implementation SHOULD
2322    warn the user. After warning the user, the implementation MAY use any
2323    router that advertises the name.
2325    Not every router needs a nickname.  When a router doesn't configure a
2326    nickname, it publishes with the default nickname "Unnamed".  Authorities
2327    SHOULD NOT ever mark a router with this nickname as Named; client software
2328    SHOULD NOT ever use a router in response to a user request for a router
2329    called "Unnamed".
2331 6.3. Software versions
2333    An implementation of Tor SHOULD warn when it has fetched a consensus
2334    network-status, and it is running a software version not listed.
2336 6.4. Warning about a router's status.
2338    If a router tries to publish its descriptor to a Naming authority
2339    that has its nickname mapped to another key, the router SHOULD
2340    warn the operator that it is either using the wrong key or is using
2341    an already claimed nickname.
2343    If a router has fetched a consensus document,, and the
2344    authorities do not publish a binding for the router's nickname, the
2345    router MAY remind the operator that the chosen nickname is not
2346    bound to this key at the authorities, and suggest contacting the
2347    authority operators.
2349    ...
2351 6.5. Router protocol versions
2353    A client should believe that a router supports a given feature if that
2354    feature is supported by the router or protocol versions in more than half
2355    of the live networkstatuses' "v" entries for that router.  In other words,
2356    if the "v" entries for some router are:
2357        v Tor 0.0.8pre1                (from authority 1)
2358        v Tor 0.1.2.11                 (from authority 2)
2359        v FutureProtocolDescription 99 (from authority 3)
2360    then the client should believe that the router supports any feature
2361    supported by 0.1.2.11.
2363    This is currently equivalent to believing the median declared version for
2364    a router in all live networkstatuses.
2366 7. Standards compliance
2368    All clients and servers MUST support HTTP 1.0.  Clients and servers MAY
2369    support later versions of HTTP as well.
2371 7.1. HTTP headers
2373   Servers MAY set the Content-Length: header.  Servers SHOULD set
2374   Content-Encoding to "deflate" or "identity".
2376   Servers MAY include an X-Your-Address-Is: header, whose value is the
2377   apparent IP address of the client connecting to them (as a dotted quad).
2378   For directory connections tunneled over a BEGIN_DIR stream, servers SHOULD
2379   report the IP from which the circuit carrying the BEGIN_DIR stream reached
2380   them.  [Servers before version 0.1.2.5-alpha reported 127.0.0.1 for all
2381   BEGIN_DIR-tunneled connections.]
2383   Servers SHOULD disable caching of multiple network statuses or multiple
2384   router descriptors.  Servers MAY enable caching of single descriptors,
2385   single network statuses, the list of all router descriptors, a v1
2386   directory, or a v1 running routers document.  XXX mention times.
2388 7.2. HTTP status codes
2390   Tor delivers the following status codes.  Some were chosen without much
2391   thought; other code SHOULD NOT rely on specific status codes yet.
2393   200 -- the operation completed successfully
2394       -- the user requested statuses or serverdescs, and none of the ones we
2395          requested were found (0.2.0.4-alpha and earlier).
2397   304 -- the client specified an if-modified-since time, and none of the
2398          requested resources have changed since that time.
2400   400 -- the request is malformed, or
2401       -- the URL is for a malformed variation of one of the URLs we support,
2402           or
2403       -- the client tried to post to a non-authority, or
2404       -- the authority rejected a malformed posted document, or
2406   404 -- the requested document was not found.
2407       -- the user requested statuses or serverdescs, and none of the ones
2408          requested were found (0.2.0.5-alpha and later).
2410   503 -- we are declining the request in order to save bandwidth
2411       -- user requested some items that we ordinarily generate or store,
2412          but we do not have any available.
2414 9. Backward compatibility and migration plans
2416   Until Tor versions before 0.1.1.x are completely obsolete, directory
2417   authorities should generate, and mirrors should download and cache, v1
2418   directories and running-routers lists, and allow old clients to download
2419   them.  These documents and the rules for retrieving, serving, and caching
2420   them are described in dir-spec-v1.txt.
2422   Until Tor versions before 0.2.0.x are completely obsolete, directory
2423   authorities should generate, mirrors should download and cache, v2
2424   network-status documents, and allow old clients to download them.
2425   Additionally, all directory servers and caches should download, store, and
2426   serve any router descriptor that is required because of v2 network-status
2427   documents. These documents and the rules for retrieving, serving, and
2428   caching them are described in dir-spec-v1.txt.
2430 A. Consensus-negotiation timeline.
2432    Period begins: this is the Published time.
2433      Everybody sends votes
2434    Reconciliation: everybody tries to fetch missing votes.
2435      consensus may exist at this point.
2436    End of voting period:
2437      everyone swaps signatures.
2438    Now it's okay for caches to download
2439      Now it's okay for clients to download.
2441    Valid-after/valid-until switchover