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Conflux_Choose

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Tor 入口节点 Conflux 机制分析报告

1. 概述

Tor 的 Conflux 机制允许客户端在多个电路（circuits）之间分流流量，以提高抗审查性和网络性能。本报告分析入口节点在发送数据时，如何决定是否启用 Conflux 机制，以及在 Conflux 机制下，如何选择合适的电路进行数据传输。

2. 入口节点如何决定是否启用 Conflux 机制

在 Tor 入口节点发送数据时，会调用 circuit_establish_circuit_conflux 来建立 Conflux 电路，该函数的主要流程如下：

  1. 验证 Conflux 目的

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    tor_assert(purpose == CIRCUIT_PURPOSE_CONFLUX_UNLINKED);

    入口节点仅在 CIRCUIT_PURPOSE_CONFLUX_UNLINKED 目的时才会使用 Conflux。

  2. 初始化电路

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    circ = origin_circuit_init(purpose, flags);
    TO_CIRCUIT(circ)->conflux_pending_nonce =
      tor_memdup(conflux_nonce, DIGEST256_LEN);

    这里初始化了 Conflux 电路并存储了 conflux_nonce。

  3. 选择出口节点

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    if (onion_pick_cpath_exit(circ, exit_ei, 0) < 0 ||
        onion_populate_cpath(circ) < 0) {
      circuit_mark_for_close(TO_CIRCUIT(circ), END_CIRC_REASON_NOPATH);
      return NULL;
    }

    若无法选择合适的出口节点，则直接关闭该电路。

  4. 建立连接

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    if ((err_reason = circuit_handle_first_hop(circ)) < 0) {
      circuit_mark_for_close(TO_CIRCUIT(circ), -err_reason);
      return NULL;
    }

    这里尝试连接到第一跳的 OR（Onion Router），如果失败则关闭电路。

3. 入口节点如何决定是否切换电路

当入口节点决定通过 Conflux 机制发送数据时，会调用 conflux_decide_circ_for_send 选择合适的电路。该函数的逻辑如下：

3.1 判断是否需要多路复用

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if (!conflux_should_multiplex(relay_command)) {
  return orig_circ;
}

如果当前的 relay_command 不支持多路复用，则直接使用原始电路。

3.2 选择下一个电路

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circuit_t *new_circ = conflux_decide_next_circ(cfx);

调用 conflux_decide_next_circ 选择下一个电路。

3.3 处理非数据命令

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if (!new_circ && relay_command != RELAY_COMMAND_DATA) {
  if (!cfx->curr_leg) {
    log_warn(LD_BUG, "No current leg for conflux with relay command %d", relay_command);
    return NULL;
  }
  return cfx->curr_leg->circ;
}

如果当前无可用电路，但命令不是 RELAY_COMMAND_DATA，则继续使用当前电路。

3.4 发送切换命令

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if (new_circ) {
  conflux_leg_t *new_leg = conflux_get_leg(cfx, new_circ);
  tor_assert(cfx->curr_leg);
  if (new_circ != cfx->curr_leg->circ) {
    uint64_t relative_seq = cfx->prev_leg->last_seq_sent - cfx->curr_leg->last_seq_sent;
    conflux_send_switch_command(cfx->curr_leg->circ, relative_seq);
    cfx->curr_leg->last_seq_sent = cfx->prev_leg->last_seq_sent;
  }
}

如果决定切换电路，则计算 relative_seq 并发送 SWITCH 命令。

4. 选择下一个电路的逻辑 (conflux_decide_next_circ)

在 conflux_decide_circ_for_send 中调用 conflux_decide_next_circ 选择下一个电路，该函数的逻辑如下：

  1. 检查是否正在关闭

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    if (cfx->in_full_teardown) {
      return NULL;
    }

    如果 Conflux 机制正在关闭，则不再选择新的电路。

  2. 初始化当前电路

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    if (!cfx->curr_leg) {
      if (!conflux_pick_first_leg(cfx))
        return NULL;
    }

    如果当前没有电路，则尝试选择第一个电路。

  3. 判断是否允许切换

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    if (!conflux_can_switch(cfx)) {
      return cfx->curr_leg->circ;
    }

    如果不能切换，则返回当前电路。

  4. 根据不同策略选择电路

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    switch (cfx->params.alg) {
      case CONFLUX_ALG_MINRTT:
        return (circuit_t*)conflux_decide_circ_minrtt(cfx);
      case CONFLUX_ALG_LOWRTT:
        return (circuit_t*)conflux_decide_circ_lowrtt(cfx);
      case CONFLUX_ALG_CWNDRTT:
        return (circuit_t*)conflux_decide_circ_cwndrtt(cfx);
      default:
        return NULL;
    }

    其中：

    • CONFLUX_ALG_MINRTT 选择 RTT 最低的电路。
    • CONFLUX_ALG_LOWRTT 选择高吞吐量但可能有乱序的电路。
    • CONFLUX_ALG_CWNDRTT 选择考虑拥塞窗口的电路，以降低乱序问题。

5. 结论

Tor 入口节点在发送数据时，会根据目的和当前网络状况决定是否启用 Conflux 机制。如果 Conflux 机制被启用，则节点会基于 RTT、吞吐量或拥塞窗口选择最优的电路，并在合适的时机发送 SWITCH 命令以切换电路。通过这些策略，Tor 能够提高匿名性和数据传输效率。