35、提升Tor洋葱服务的隐私性：PIR方案评测与分析

提升Tor洋葱服务的隐私性：PIR方案评测与分析

1. 实验环境与数据监测

为了评估所提出的PIR（私有信息检索）方案，我们搭建了特定的实验环境。所有微基准测试均在一台服务器级别的Intel Xeon E3 - 1270上运行，该服务器具备四个物理核心、64GB的DDR4 RAM，并且支持Intel SGX技术。服务器操作系统为Ubuntu 16.04，所有实验结果均基于单核心运行，未使用并行处理。

在端到端集成实验中，我们将同一台服务器用作HSDir节点，客户端则采用1.8 GHz的i7 - 8565U笔记本电脑。用于重现实验的源代码可在相关网站获取。

为了更全面地了解HSDir节点处理的查找请求数量以及描述符的大小，我们对一个HSDir节点的活动进行了约八个月的监测。监测结果显示，约81%的v3描述符大小小于16 KiB，7%在16至32 KiB之间，12%在32至48 KiB之间。因此，在评估PIR方案时，我们主要关注约16 KiB的大记录大小，因为隐藏服务描述符大致为该尺寸。

2. 硬件辅助PIR基准测试

我们借助ZeroTrace对四种不同的PIR变体进行了基准测试，具体包括：
- 线性扫描的两种变体：一种将数据存储在处理器保留内存（PRM）页面中，另一种将数据存储在PRM之外。
- Path ORAM
- Circuit ORAM

线性扫描变体不存在索引挑战，而Circuit ORAM和Path ORAM则需要解决索引问题。在这种情况下，我们可以通过对一个数组进行线性扫描来实现ORAM方案的索引，该数组将隐藏服务描述符的盲化公钥映射到ORAM方案中的索引。由于该数组中的每个记