Рисунок 7. Становление многоранговой архитектуры из первичной одноранговой децентрализованной модели
Становление многоранговой централизованной (классической) системы является следствием отрицания одноранговой начальной децентрализованной модели как формы, нежизнеспособной к нарастающим реалиям масштабируемости. На данном этапе одноранговый узел, словно единая личность, расщепляется, чтобы собраться вновь, на два субъекта клиента и сервера. Таковое разделение предполагает разграничение прав между обработкой информации со стороны сервера и её инициализацией со стороны клиента. В подобной системе информация становится отчуждённой от её первичного создателя и переданной в «руки» сервиса хранения. Клиентам в такой парадигме становится избыточно, проблематично и даже архаично создавать прямолинейные связи между друг другом, потому как их информация благоприятно начинает переходить в удобочитаемое и отсортированное состояние без добавочных проблем и трудностей в плане ручной настройки соединений и способа хранения данных. Инициализация единой точки отказа становится главным фактором развития иерархичности, но никак не точкой сопутствующего разрушения, как это было с первичной децентрализацией, когда таковая не могла эволюционировать без собственной деструктуризации. Когда многоранговая классическая централизованная система начинает нести бремя значительных рисков компрометации всей хранимой информации, она прогрессирует, вбирая в себя частично свойства первичной децентрализации и подстраивая их под собственный императив. Таким образом начинают зарождаться многоранговые распределённые системы.
Рисунок 8. Развитие многоранговой архитектуры на примере типа БД «master-slave»
Становление многоранговой распределённой системы из классической централизованной является важным составляющим фактором эволюции существующих иерархических сетей. Данное «разложение» как отрицание явной централизации начинается на этапе разделения функций, приравнивая сервер к определённому действию, как это изображено на Рисунке 8. В такой начальной фазе сервера становятся взаимосвязанными общей целью обслуживания, но не скованными выполнением общих задач. Из этого следует, что отказ в обслуживании одного сервера начинает влиять только на частную задачу (текущего сервера) и продолжает влиять на общую цель (группы серверов). Таким образом, затрагивая один сервер, сама система продолжает функционировать, хоть и не выполняя полный спектр запланированных действий. Последующей фазой развития уже становится взаимозаменяемость серверов, выполняющих узкоспециализированную задачу, посредством их дублирования, тем самым решая проблему отказоустойчивости в целом. В данном контексте стоит заметить, что иерархичность структуры продолжает сохраняться даже при добавлении множества серверов с однородными функциями, не перерастая в одноранговую систему полноценно. Представленное явление проходит вследствие внутреннего алгоритма расширения системы, доступ к которому осуществляется наиболее высшими звеньями уже существующей и выстроенной иерархической цепи, а также вследствие бессмысленности существования узкоспециализированных одноранговых узлов вне всей системы. Поэтому, даже если внутри централизованных систем будет существовать N-е количество одноранговых, сама сеть не перестанет быть многоранговой до тех самых пор, пока будет существовать механизм восстановления и удержания иерархичности, а также до тех пор, пока одноранговые узлы будут оставаться специализированными конкретным задачам. Т. к. иерархичность в любом своём проявлении является следствием централизации, её закономерным развитием, то во всех последующих упоминаниях под термином «централизация» будет пониматься именно конечная фаза эволюции многоранговой архитектуры распределённая модель.
Рисунок 9. Становление одноранговой централизованной модели на примере перевода категории сервера в категорию ретранслятора
Становление одноранговой централизованной системы является следствием «переосмысления» многоранговой централизации, её отрицанием. Инвертируя способ взаимодействия между клиентом и сервером, данная модель делает последнего лишь держателем сети, придатком коммуникаций. В такой системе все пользователи становятся однородными и равноправными только за счёт отсутствия прав сервера, главной функцией которого в конечном счёте становится перенаправление информации между клиентами сети. Вследствие этого, сервера в одноранговой централизации лишаются дополнительных прав многоранговой архитектуры, лишаются быть полноценными посредниками между несколькими субъектами, тем самым и лишаются функций сохранения, обработки и выдачи получаемой информации. При поверхностном анализе централизация одноранговая как этап развития сетевых коммуникаций становится лишь упрощением централизации многоранговой. При более же углубленном анализе выявляется, что таковая модель способна не только дублировать сервера практически в неограниченном количестве (за счёт отсутствия какой бы то ни было логики, кроме ретрансляции), что частично отсылает нас к способу функционирования многоранговой распределённости, но также и расширяться извне, что присуще более одноранговым архитектурам. Таким образом, можно утверждать, что одноранговая централизация4 становится в некой степени альтернативным вектором развития многоранговой централизации.
Рисунок 10. Развитие гибридной архитектуры на базе синтеза одноранговой централизованной и многоранговой распределённой моделей
Становление гибридной архитектуры проходит вследствие синтеза одноранговой централизации и многоранговой распределённости. С одной стороны, одноранговая централизация частично избавляет систему от ядра внутренней иерархии, разбавляя её внешними одноранговыми связями. С другой стороны, многоранговая распределённость преобразовывает примитивные редирект-функции, изменяя их форму дополнительными действиями, и тем самым сохраняет внешнюю иерархию между сервером-клиентом. Внешним противоречием гибридности, на первый взгляд, становится сильная схожесть либо с многоранговыми распределёнными моделями, либо с одноранговыми децентрализованными. В совокупности же гибридная архитектура представляет собой скорее переходное состояние, то есть фазу развития систем и их моделей, нежели собственное и статичное положение. И действительно, гибридная архитектура описывается как синтез одноранговой централизации с многоранговой распределённостью, являясь причиной их последующей негации, приводимой уже к определению децентрализованной модели одноранговой архитектуры, как единовременного отрицания одноранговой централизации и многоранговой распределённости, то есть отрицания гибридности. Именно поэтому гибридная архитектура на этапе своего становления имеет больше свойств, схожих с централизацией, где отличительной особенностью данной модели становится способность к единовременному внешнему (свойственно одноранговым архитектурам) и внутреннему (свойственно многоранговым архитектурам) масштабированию. В последующем, по мере своего развития, гибридность претерпевает ряд метаморфозов и становится в конечном счёте неотличимой (относительно некоторого множества субъектов) от децентрализованной модели. Это можно наблюдать на примере сетей Tor и Bitcoin, которые, являясь одновременно гибридными, представляют разнородный вид гибридности, где в одном случае Tor более приближен к распределённой модели многоранговой архитектуры (централизованной модели гибридности), а Bitcoin к децентрализованной модели одноранговой архитектуры (децентрализованной модели гибридности).
Рисунок 11. Развитие одноранговой децентрализованной модели на примере дальнейшей эволюции в лице распределённой модели
Становление одноранговой (финальной) децентрализованной системы не является прямым следствием развития централизованной модели. Централизация одноранговая по историческим причинам способствовала инициализации децентрализованной философии, но не за счёт последовательных этапов улучшения, а за счёт фактора нежизнеспособности, слабости в «сожительстве» с многоранговой системой [28] в начальной фазе своего существования. Последняя в буквальном смысле «поглотила» примитивную одноранговую централизацию, прервала этап её эволюции, привела к концентрированному методу выстраивания связей и иерархическому способу существования системы. Таким образом, децентрализованная модель должна была стать более качественным выражением и проявлением одноранговой архитектуры, чем централизованная. Итогом такого процесса стало объединение клиентской составляющей с серверной частью, породив тем самым узлы связи как отдельные сетевые единицы коммуникации, возникшие из эволюции гибридных архитектур. Частным случаем продолжительного развития одноранговой децентрализации является становление распределённой системы как следствия нарастающей концентрации линий связи со стороны децентрализованной модели, претерпевающей этапы «коррозии» централизацией и приводимой к возникновению «узких» мест среди нескольких сетевых множеств. Противоречием децентрализованных моделей является их постоянное движение к сосредоточению соединений, от хаотичности к порядку, от безопасности к отказоустойчивости, таковыми становятся основные векторы регресса децентрализации, основанные на выборе наиболее стабильных узлов. Решением становится иная и более качественная концентрация линий связи, основанная на объединении узлов посредством многочисленных соединений, в противовес единому центру коммуникаций, и, как следствие, фактор стабильности возобновляется, но в уже количественном выражении узлов.
2.3. Замкнутость моделей
Метаморфозы сетевых моделей кратко представляются через призму детерминированного конечного автомата, изображённого на Рисунке 12, состояния которого изменяются по мере исторической на то необходимости и направленности. Так, например, действия (a, d, g) можно рассматривать как необходимость в переосмыслении, во внешнем отрицании, (b, f) необходимость в развитии, во внутреннем отрицании, (c+e) необходимость в объединении, в синтезе отрицаний. Из всего вышеприведённого возможно составить выражения, относящиеся к развитию каждой определённой модели, где многоранговая централизация = (a), многоранговая распределённость = (ab), одноранговая централизация = (ad), гибридная централизация = (abc+ade), гибридная децентрализация = (abc+ade) (f) и в конечном итоге одноранговая децентрализация = (abc+ade) (fg).
Рисунок 12. Конечный автомат развития сетевых архитектур посредством движения их моделей, где {P, M, H} сетевые архитектуры: P одноранговая, M многоранговая, H гибридная
На основе этого стоит отметить, что развитие децентрализованной модели не является примитивно однородным, как это может показаться на первый взгляд, потому как таковая система в своём историческом понимании приобретает двойственное значение. С одной стороны, децентрализация становится первичной формой сетевых коммуникаций, инициализацией и точкой отчёта всех последующих архитектурных решений. С другой стороны, децентрализация посредством этапов отрицаний и снятия начинает быть более совершенной формой и в конечном счёте выражением финализации форм движения сетевых архитектур. Таким образом, по исторически закономерным причинам, первичная децентрализация вырождается только в многоранговую централизацию, а конечная её форма в более высокую стадию децентрализации. В итоге децентрализация становится замыканием всего сетевого развития, одновременно являясь его началом и финалом.
3. Определение скрытых систем
Скрытые системы представляют собой общий и обширный класс сетевых коммуникаций, способных поддерживать анонимность субъектов и безопасность передаваемых объектов. В определённой степени таковые системы могут быть нацелены на безопасность передаваемых объектов в степени большей, отодвигая анонимность на второй план, либо наоборот, делая систему анонимной, но полноценно не заботясь о безопасности объекта после получения точкой назначения. Но так или иначе, в любом из представленных случаев таковые системы полноценно никогда не исключают свои второстепенные качества, что даёт возможность определённых комбинаций. При данных композициях сочетаются свойства и безопасности, и анонимности, что делает таковые системы полными. Полные скрытые системы, в свою очередь, являются решением основной проблематики данной работы.
3.1. Анонимные сети
Скрытые, тёмные, анонимные сети есть сети, соединяющие и объединяющие маршрутизацию вместе с шифрованием. Маршрутизация обеспечивает критерий анонимности, направленный на субъекта, субъектов или их связь, шифрование критерий конфиденциальности с опциональной целостностью и аутентификацией, направленный на объект. Без маршрутизации легко определяются отправитель/получатель, без шифрования легко определяется передаваемое сообщение и/или его состояние по ходу факта передачи [4, с. 912]. Таким образом, только в совокупности этих двух свойств сеть может являться или оставаться скрытой [29], [30].
В современном мире большинство скрытых сетей представляют оверлейные соединения, иными словами, соединения, которые основаны на уже существующей сети (например, сети Интернет). Но так или иначе, это не говорит, что скрытые сети не могут существовать сами по себе и быть однородной структурой, т. к. первоначальная архитектура может быть изначально нацелена на анонимность и безопасность, как, например, это описано в проекте NETSUKUKU [31]. Именно по историческим причинам современные скрытые сети имеют оверлейные уровни безопасности.
Любая анонимная сеть основывается либо на одноранговой (ризоморфной), либо на гибридной (комбинированной) архитектуре сети, исключая при этом многоранговую (иерархическую). Последняя архитектура является прямым отрицанием анонимности, направленным на её подавление посредством концентрации линий связи. Гибридная же архитектура совмещает в себе некоторые свойства многоранговой и одноранговой архитектур для большей эффективности в передаче информации, жертвуя при этом некоторыми моделями угроз.
По скорости и способу распространения информации выделяют два вида анонимных сетей с низкими и высокими задержками [32]. Системы с низкими задержками ставят в качестве базовой необходимости скорость, эффективность транспортирования информации между истинными её субъектами, при этом уровень анонимности таковых сетей недостаточен для противодействия атакам со стороны внешних глобальных наблюдателей (как доказательство фактора существования сильной анонимности). Системы с высокими задержками ставят в качестве базовой необходимости высокий уровень анонимности, в том числе и направленный на противодействие глобальным наблюдателям, но при этом скорость передачи становится в таковых сетях самым главным недостатком. Из вышеописанного следует классическая проблема проектирования безопасных систем выбор компромисса между производительностью и безопасностью. В качестве примеров систем с низкими задержками выделяют Tor, I2P, Tarzan и т. д., а с высокими задержками Mixminion, Herbivore, Dissent и т. п.