I2P नेटवर्क क्लाइंट डेवलपमेंट फंडामेंटल

यह लेख उन लोगों के लिए है जो अपने आई 2 पी क्लाइंट को खरोंच से विकसित करना चाहते हैं। I2P की बुनियादी अवधारणाओं और अवधारणाओं के साथ परिचित है। फिलहाल, इस विषय पर पर्याप्त दस्तावेज और लेख हैं, जिनमें रूसी में अनुवादित अनुवाद भी शामिल हैं। दूसरी ओर, आधिकारिक दस्तावेज है जो प्रोटोकॉल और संदेश प्रारूपों का अच्छी तरह से वर्णन करता है। दुर्भाग्य से, यह खंडित है, कई गैर-स्पष्ट चीजें वहां गायब हैं। यह लेख मुख्य रूप से आधिकारिक I2P जावा क्लाइंट के अध्ययन और डिबगिंग के आधार पर लिखा गया है। अंतिम लक्ष्य C ++ में पूरी तरह से लागू करना है। वर्तमान स्थिति में प्रोजेक्ट स्रोत कोड github पर स्थित है ।

एन्क्रिप्शन का इस्तेमाल किया

अपना स्वयं का I2P राउटर बनाने के लिए, आपके पास निम्नलिखित एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम का कार्यान्वयन होना चाहिए:

1. एल गमाल। आधार को पावर मोडुलो तक बढ़ाने पर आधारित असममित एन्क्रिप्शन। आधार और मॉड्यूल पूरे I2P नेटवर्क के लिए स्थिर स्थिरांक हैं। 514 बाइट्स के मानक-आकार वाले ब्लॉकों के अलावा, 512 बाइट्स के कस्टम-आकार वाले ब्लॉकों का भी उपयोग किया जाता है।
2. डिफिके-हेलमैन सार्वजनिक कुंजी का आदान-प्रदान करके एक सममित एन्क्रिप्शन कुंजी की साझा कुंजी प्राप्त करने के लिए। एल-गमाल की तरह ही कुंजियों का उपयोग किया जाता है।
3. इलेक्ट्रॉनिक हस्ताक्षर बनाने और सत्यापित करने के लिए डी.एस.ए.
4. एईएस दो मोड में: सीबीसी एन्क्रिप्शन कुंजी और इनिशियलाइज़ेशन वेक्टर (IV) का उपयोग करके, ईसीबी को 16 बाइट्स की लंबाई के साथ एन्क्रिप्ट करने के लिए ईसीबी
5. कंप्यूटिंग हैश के लिए SHA256
6. संदेशों के चेकसम की गणना करने के लिए Adler32

प्रमुख प्रोटोकॉल

I2P नेटवर्क में 4 मुख्य स्तर होते हैं:

• परिवहन स्तर। ये एन्क्रिप्टेड इंटरनेट टीसीपी / आईपी या यूडीपी कनेक्शन हैं। कनेक्शन सेटअप और एन्क्रिप्शन शामिल है।
• सुरंगों। बाहरी दुनिया में नोड्स की "विंडोज़", अन्य नोड्स पर स्थित है और आपको अपना वास्तविक स्थान छिपाने की अनुमति देती है। वे परिवहन परत प्रोटोकॉल द्वारा परस्पर जुड़े नोड्स के अनुक्रम से मिलकर होते हैं। एक सुरंग को क्लाइंट और सर्वर दोनों के लिए अनाम सर्वर की श्रृंखला के रूप में सरलता से कल्पना की जा सकती है।
• "लहसुन।" एक मनमाना मार्ग और सुरंगों के दो छोर नोड्स के बीच संदेश या अनुक्रम का प्रसारण। यह सत्र पहचानकर्ताओं और असममित द्वारा विशेषता है, और सत्र की स्थापना के बाद, सममित एन्क्रिप्शन
• नोड्स के बीच उपयोगकर्ता डेटा को स्थानांतरित करने के लिए एप्लिकेशन लेयर प्रोटोकॉल।

प्रत्येक स्तर विभिन्न उद्देश्यों के लिए अपना स्वयं का एन्क्रिप्शन जोड़ता है। परिवहन परत एन्क्रिप्शन प्रदाता, सुरंगों - सुरंगों के मध्यवर्ती नोड्स से सामग्री और दिशा, "लहसुन" - सुरंगों के बीच संदेश प्रेषित करते समय सुरंगों के अंत नोड्स से यातायात को छुपाता है।

परिवहन स्तर

ट्रांसपोर्ट लेयर कनेक्शन स्थापित करने के लिए, आपको आईपी एड्रेस और पोर्ट जानना होगा। ज्ञात नोड्स की एक सूची है, जिसे netDb कहा जाता है, जो ऑपरेशन के दौरान बदलता है, नए नोड्स के बारे में जानकारी अन्य नोड्स से आती है। प्रारंभ में, नोड्स की सूची विशेष साइटों से डाउनलोड की जाती है जिनके पते राउटर / नेटवर्कडब / रेसेडर.जवा फ़ाइल में स्पष्ट रूप से सूचीबद्ध हैं। टीसीपी / आईपी पर चलने वाले प्रोटोकॉल को एनटीसीपी कहा जाता है, और यूडीपी के ऊपर इसे एसएसयू कहा जाता है। कनेक्शन सेटअप में कुछ अंतरों के अलावा, SSU, अपने पैकेट प्रकृति के कारण, लंबे संदेशों को कई टुकड़ों में विभाजित करने का समर्थन करता है। प्रेषित संदेशों में एक हेडर, एक I2PN संदेश (नीचे I2NP प्रोटोकॉल के बारे में) और एक चेकसम होता है। सिंक्रनाइज़ेशन के उद्देश्य से वर्तमान समय वाले एक विशेष संदेश को समय-समय पर प्रसारित किया जाता है। जब एक कनेक्शन स्थापित किया जाता है, तो राउटर की सार्वजनिक कुंजी का आदान-प्रदान किया जाता है, जिसके आधार पर एईएस एन्क्रिप्शन के लिए सामान्य कुंजी की गणना डिफी-हेलमैन एल्गोरिथ्म के अनुसार प्रत्येक द्वारा की जाती है।

सुरंगों

सुरंगें हमेशा अप्रत्यक्ष होती हैं - सभी संदेश केवल इनपुट नोड (गेटवे) से आउटपुट नोड (एंडपॉइंट) तक प्रेषित किए जा सकते हैं। सुरंग के अंत के आधार पर उसके मालिक का है, जिसे सुरंग के बारे में पूरी जानकारी है, सुरंगों को आवक (मालिक - आउटपुट नोड) और आउटगोइंग (मालिक - इनपुट नोड) में विभाजित किया गया है। सुरंग के मध्यवर्ती नोड्स को यह नहीं पता है कि सुरंग आने वाली है या बाहर जाने वाली है; मध्यवर्ती नोड द्वारा की गई एकमात्र क्रिया संदेश को उसकी एन्क्रिप्शन कुंजी के साथ एन्क्रिप्ट करना और अगले नोड पर प्रसारित करना है। इसका एक महत्वपूर्ण परिणाम इस प्रकार है: सुरंग संदेशों के अनुक्रमिक डिक्रिप्शन को उसके मालिक द्वारा किया जाना चाहिए, क्योंकि केवल मालिक के पास सभी मध्यवर्ती नोड्स के लिए एन्क्रिप्शन कुंजी है। यह तथ्य आने वाली सुरंगों के लिए काफी तुच्छ है, अर्थात्, एक संदेश प्राप्त करने के बाद, आउटपुट नोड को इसे क्रमिक रूप से डिक्रिप्ट करना चाहिए, हालांकि, आउटगोइंग सुरंगों के लिए, मूल अनएन्क्रिप्टेड संदेश को भेजे जाने से पहले क्रमिक रूप से डिक्रिप्ट होना चाहिए। ऐसी सुरंगें जिनके लिए यह नोड स्वामी नहीं है, पारगमन कहलाती हैं। ट्रांजिट टनल विदेशी ट्रैफ़िक को संचारित करते हैं और पूरे I2P नेटवर्क के कामकाज का समर्थन करने के लिए आवश्यक हैं, जिससे नोड एक राउटर में बदल जाता है। सुरंग नोड्स तीन अलग-अलग कुंजी के साथ एईएस एन्क्रिप्शन का उपयोग करते हैं: एक का उपयोग सुरंग बनाते समय नोड की प्रतिक्रिया को एन्क्रिप्ट करने के लिए किया जाता है, और अन्य दो का उपयोग सुरंग के माध्यम से डेटा संचारित करने के लिए किया जाता है: एक कुंजी डेटा को स्वयं एन्क्रिप्ट करता है, और दूसरा डेटा को एन्क्रिप्ट करने के लिए पहचान वेक्टर (IV) को एन्क्रिप्ट करता है। इस मामले में, IV को एक ही कुंजी के साथ दो बार एन्क्रिप्ट किया गया है: एन्क्रिप्शन से पहले और बाद में, इसे डबल एन्क्रिप्शन कहा जाता है। नोड इन दो कुंजी को संबंधित सुरंग रिकॉर्ड संदेश में एल-गमाल का उपयोग करके अपनी सार्वजनिक कुंजी के साथ एन्क्रिप्ट किया गया है।
सुरंगों के अंदर, केवल टनलडेटा संदेश प्रेषित किए जाते हैं, आम तौर पर कई टुकड़ों से मिलकर। सुरंगों के बीच संचरण के लिए, टनलगेटवे संदेश का उपयोग किया जाता है। हालांकि आधिकारिक दस्तावेज का कहना है कि दो-तरफ़ा कनेक्शन के लिए, कम से कम 4 सुरंगों की आवश्यकता होती है (2 इनबाउंड और 2 आउटबाउंड), वास्तव में, आउटगोइंग सुरंगों के माध्यम से संदेशों को प्रसारित करना आवश्यक नहीं है, लेकिन आप वांछित आने वाली सुरंग के इनपुट नोड पर एक टनलगेटवे संदेश भेज सकते हैं।
टनलडैटा संदेश में, चेकसम की गणना शून्य बाइट और इसके साथ संलग्न आईवीसी के बाद सार्थक डेटा से की जाती है।

I2NP प्रोटोकॉल

I2P नेटवर्क के भीतर डेटा विनिमय विभिन्न प्रकारों के I2NP संदेशों का उपयोग करके होता है। प्रत्येक संदेश में इसके प्रकार और लंबाई के साथ एक हेडर होता है, जिससे आप संदेशों के बीच की सीमाओं को परिभाषित कर सकते हैं। प्रकार के आधार पर, संदेश की लंबाई 20 से 64K बाइट्स तक भिन्न हो सकती है। प्रत्येक स्तर उच्च स्तर के अन्य I2NP संदेशों वाले "आवरण" संदेशों का उपयोग करता है। सुरंगों के लिए, ये "रैपर" सुरंगों के बीच ट्रांसमिशन के लिए सुरंग और सुरंग के भीतर सुरंग के लिए ट्रांसमिशन के लिए TunnelData संदेश हैं। "लहसुन" के लिए - लहसुन। I2P ट्रैफ़िक का अधिकांश निम्नलिखित संलग्न संदेशों द्वारा दर्शाया गया है:
डेटा-> लहसुन-> टनलडाटा।
एक नियम के रूप में, संदेश सुरंगों के माध्यम से प्रेषित होते हैं, हालांकि उन्हें सीधे marshutators के बीच भी प्रसारित किया जा सकता है, विशेष रूप से नई सुरंगों के प्रारंभिक निर्माण के लिए। कनेक्शन स्थापित होने के ठीक बाद राउटर डेटाबेसस्टोर संदेशों का भी आदान-प्रदान करते हैं। गंतव्य बिंदुओं के बीच संदेश "लहसुन" के माध्यम से प्रेषित किया जाना चाहिए, क्योंकि संबंधित क्षेत्र केवल वहां मौजूद है।

राउटर और गंतव्य

I2P नेटवर्क में काम करने के लिए, I2P क्लाइंट की आवश्यकता होती है, जिसमें एक राउटर होता है जो I2P नेटवर्क तक पहुंच प्रदान करता है और सार्थक सूचनाओं के आदान-प्रदान के लिए गंतव्य होता है। उनके आईपी पते सहित राउटर के बारे में जानकारी सार्वजनिक रूप से उपलब्ध है, इसके अलावा, राउटर की वर्तमान सूची को विशेष एफ़टीपी साइटों से डाउनलोड किया जा सकता है। इसी समय, गंतव्य स्थान की जानकारी गोपनीय होती है। इस राउटर पर स्थित गंतव्य बिंदुओं की जानकारी केवल इस राउटर के लिए उपलब्ध है, अन्य सभी के लिए यह जानकारी प्राप्त करना संभव नहीं है, जो कि I2P नेटवर्क की गुमनामी सुनिश्चित करने के लिए मुख्य तंत्रों में से एक है।
चूंकि राउटर मुख्य रूप से नेटवर्क प्रतिभागियों के कंप्यूटर पर स्थित हैं, इसलिए उनकी संरचना लगातार बदल रही है। इसलिए, राउटर लगातार दूसरे राउटर्स की अपनी सूची को बनाए रखने के लिए मजबूर होते हैं। इस प्रक्रिया को खोजकर्ता कहा जाता है, जिसमें विशेष रूप से रूटर्स के लिए एक बेतरतीब ढंग से चयनित 32-बाइट पते के साथ अनुरोध भेजना होता है जिसे फ्लडफ़िल कहा जाता है। यह माना जाता है कि फ्लडफिल राउटर में नेटवर्क के बारे में सभी जानकारी होती है। अन्य बातों के अलावा, फ़्लडफ़िल राउटर एक दूसरे को मिली नई नोड्स के बारे में लगातार जानकारी देते हैं।
नोड के बारे में जानकारी का अनुरोध करने के लिए, I2NP DatabaseLookup संदेश का उपयोग करता है, और डेटाबेसस्टोर जानकारी को स्वयं प्रसारित करता है। एक नियम के रूप में, संदेश सुरंगों के माध्यम से प्रेषित किए जाते हैं, लेकिन डेटाबेसस्टोर को कनेक्शन स्थापित होने के तुरंत बाद नोड द्वारा सीधे परिवहन स्तर पर प्रेषित किया जाता है, जिससे इसके अस्तित्व के नेटवर्क को सूचित किया जाता है। अन्यथा, नए नोड्स के लिए सुरंगों का निर्माण असंभव होगा।
डेटाबेसस्टोर में दो प्रकार की जानकारी हो सकती है, यदि राउटरइन्फो संरचना इस पते से मेल खाती है, तो पता एक राउटर है, और यदि लीसेसेट गंतव्य है।
राउटरइन्फो में राउटर की सार्वजनिक कुंजी और साथ ही कई तरह की सेवा की जानकारी होती है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण आईपी एड्रेस, पोर्ट और सपोर्टेड ट्रांसपोर्ट प्रोटोकॉल हैं जो कनेक्ट करने और जानकारी के लिए दिए गए राउटर में फ्लडफिल है या नहीं। चूंकि राउटरइन्फो में बहुत अधिक पाठ्य सूचना हो सकती है, यह संग्रहीत gzip द्वारा प्रेषित होता है।
लीज़सेट में दिए गए गंतव्य के लिए आने वाली सुरंगों की एक सूची है, साथ ही इस गंतव्य के लिए नियत लहसुन संदेशों को एन्क्रिप्ट करने के लिए एक सार्वजनिक कुंजी है।

अनुप्रयोग परत सेवाएँ

I2P क्लाइंट के पर्याप्त कार्यों पर विचार करें: ऑनलाइन संसाधनों की अनाम होस्टिंग, और, तदनुसार, उन तक पहुंच। सबसे पहले, आइए एक वेबसाइट से डेटा प्राप्त करने का प्रयास करें, उदाहरण के लिए, फ्लिबुस्टा। फिलहाल, हमारे पास इसके I2P पते का केवल 32-बाइट हैश है, हमारा लक्ष्य एक HTTP अनुरोध भेजने और एक प्रतिक्रिया प्राप्त करना है।
बेशक, इस तरह के पते वाला एक राउटर डेटाबेस में अनुपस्थित है (अन्यथा संसाधन का आईपी पता सभी के लिए दिखाई देगा), इसलिए अनुरोध भेजने का एकमात्र तरीका वांछित नोड के आने वाले सुरंग के माध्यम से होता है जो एक निश्चित समय पर मौजूद होता है, जिसके लिए आपको पहले अनुरोध करना चाहिए और एक लीजसेट प्राप्त करना चाहिए। राउटरइन्फो के विपरीत, जिसे अनुरोध किया जा सकता है और परिवहन स्तर पर पड़ोसी नोड से प्राप्त किया जा सकता है, लीजसेट को केवल सुरंगों के माध्यम से अनुरोध किया जा सकता है और प्राप्त किया जा सकता है जो पहले निर्मित होना चाहिए। इसलिए निराशाजनक निष्कर्ष जो I2P नेटवर्क का उपयोग "मांग पर" विफल रहता है, I2P राउटर को चलना चाहिए और सुरंगों का लगातार निर्माण और समर्थन करना चाहिए। विकेंद्रीकृत नेटवर्क के कारण, सुरंगों का निर्माण एक आसान काम नहीं है - सुरंगों को बनाने के अधिकांश प्रयास विफल हो जाते हैं।
सुरंग के सफल निर्माण के लिए दो शर्तें आवश्यक हैं:

1. सुरंग में भाग लेने वाले सभी नोड को परिवहन स्तर पर सुरंग में कम से कम पिछले नोड तक पहुंचना आवश्यक है
2. सुरंग में शामिल सभी नोड्स को एक नई सुरंग बनाने के लिए सहमत होना चाहिए। नोड एक सुरंग बनाने से इनकार कर सकता है, उदाहरण के लिए, इसकी भीड़ के कारण

सुरंग का अधिकतम जीवनकाल 10 मिनट है, यदि सुरंग में भाग लेने वाला नोड ऑफ़लाइन हो जाता है, तो सुरंग समय से पहले ही बंद हो सकती है। इसलिए, सुरंग के मालिक लगातार परीक्षण संदेश भेजते हैं ताकि जीवित सुरंगों की सूची अद्यतित रहे।
तो, सुरंगें उपलब्ध हैं और आवश्यक लीसेटसेट उपलब्ध है। अब आप एक HTTP अनुरोध भेज सकते हैं और यह गंतव्य तक भी पहुंचेगा, हालाँकि, हम एक प्रतिक्रिया भी प्राप्त करना चाहेंगे। ऐसा करने के लिए, हमें अपने संदेश में अपने स्वयं के LeaseSet को इंगित करना होगा, फिर उत्तर हमें किसी प्रकार की आने वाली सुरंग के माध्यम से भेजा जाएगा और सबसे अधिक संभावना है कि हम सफलतापूर्वक अपने नोड तक पहुंच जाएंगे। चूंकि कई कनेक्शन हमारे नोड के माध्यम से एक साथ काम कर सकते हैं, उनमें से प्रत्येक को या तो अपने स्वयं के I2P पते को सौंपा जाना चाहिए और कई आने वाली सुरंगों से एक LysSet का गठन किया जाना चाहिए, या "साझा" पता बनाया जाना चाहिए कि उपयुक्त फ़ील्ड के साथ एक विशेष प्रोटोकॉल का उपयोग करके कनेक्शन को मल्टीप्लेक्स करता है, जो एक "आवरण" है। अनुप्रयोग परत प्रोटोकॉल। इस तरह के एक प्रोटोकॉल को I2CP कहा जाता है और यह विशेष रूप से आधिकारिक I2P क्लाइंट में उपयोग किया जाता है, हालांकि यह आपकी स्वयं की सेवाओं के निर्माण के लिए आवश्यक नहीं है। बेशक, I2CP का उपयोग फ्लिबुस्ट तक पहुंचने के लिए किया जाना चाहिए, क्योंकि यह उम्मीद करता है। हालाँकि, निर्माण के लिए, उदाहरण के लिए, आपका स्वयं का धार जैसा नेटवर्क, आप केवल I2P एड्रेसिंग कर सकते हैं।

I2CP प्रोटोकॉल और इसके शीर्ष पर निर्मित प्रोटोकॉल स्टैक एक अलग विषय है, जिस पर एक अलग लेख में चर्चा की गई है।