Desarrollo de un marco matemático para analizar los protocolos esenciales de Internet

¿Cómo es que Internet funciona tan bien, con miles de millones de usuarios enviando millones de gigabytes todos los días? Eso es porque la base de Internet está sólidamente establecida. Sin embargo, a veces hay problemas en Internet. Por ejemplo, cuando ciertos sistemas se comportan mal e interrumpen el enrutamiento de paquetes de Internet.

En el nuevo proyecto Verified Reowolf, los investigadores están desarrollando un marco matemático con el que analizar formalmente los protocolos esenciales de Internet. Hans-Dieter Hiep, afiliado al Leiden Institute for Advanced Computer Science (LIACS), es el iniciador e investigador principal del proyecto y explica cómo funciona.

¿Por qué Internet funciona tan bien, de todos modos?

«Casi todos usan Internet todos los días. Las personas hacen videollamadas, transmiten contenido multimedia, envían correos electrónicos y realizan pagos digitales. Ya en 2016, el tráfico anual global de Internet alcanzó 1 zettabyte o 1 billón de gigabytes».

Hiep explica que Internet se compone de una serie de protocolos públicos. “Un protocolo es un acuerdo entre dispositivos informáticos que permite que las máquinas conectadas se comuniquen entre sí de cierta manera”, dice. Da el Protocolo de Internet (IP) como ejemplo. Esta es la unidad básica de comunicación en Internet: el paquete, llamado así por el paquete postal material.

Hiep explica: «Los paquetes postales recorren todo el mundo: la gente los recoge en depósitos para su posterior envío y hay varias formas de moverlos entre depósitos, por ejemplo, por camión, tren, barco o avión. De la misma manera, los paquetes de Internet son enviados a todo el mundo. La versión virtual de los depósitos son los enrutadores, y hay varias formas de que los paquetes viajen entre los enrutadores. Esto se puede hacer a través de radio inalámbrica, cableado de cobre o fibra óptica».

Cuando un paquete viaja a través de una red de enrutadores, ¿cómo sabe cada enrutador en el camino dónde debe ir cada paquete?

«A diferencia de los paquetes postales, no siempre se puede vincular geográficamente el destino de un paquete de Internet virtual a un enrutador cerca del destino. En cambio, uno ha agrupado los enrutadores en los llamados Sistemas Autónomos (ASes). Para esto, uno usa un protocolo diferente , a saber, el Protocolo de puerta de enlace fronteriza (BGP).»

Hiep dice que dentro de este BGP es posible intercambiar y actualizar la información de enrutamiento entre los AS, para que Internet permanezca conectado en todo el mundo. «Esto garantiza que los paquetes de Internet se puedan enviar a todo el mundo de manera rápida y eficiente».

Pero a veces ocurren problemas: ya sea por accidente o con malas intenciones. Si ciertos AS se comportan mal, redireccionan los paquetes de Internet a partes no deseadas de la red. O incluso interrumpen todo el enrutamiento en Internet, lo que hace que los proveedores de servicios no estén disponibles en gran medida.

¿Cómo se conecta Verified Reowolf con estos protocolos y sus posibles problemas?

«En el nuevo proyecto Verified Reowolf, estamos investigando y desarrollando un marco matemático en el que analizamos formalmente los protocolos esenciales de Internet. Usamos ese marco para el descubrimiento de inseguridad. La inseguridad emergente es el concepto en el que todos los sistemas individuales se comportan correctamente, pero aún ocurren problemas en a escala global. Además, desarrollamos herramientas que se pueden utilizar para mejorar y garantizar la calidad de los dispositivos informáticos que se comunican de acuerdo con los protocolos de Internet. Esto es importante para la estabilidad a largo plazo de Internet y, por lo tanto, indirectamente para todo lo demás que construimos. encima de eso en el futuro».

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