src/consensus/consensus-simulation.py.in

   1 #!@PYTHON@
   2 # This file is part of GNUnet
   3 # (C) 2013, 2018 Christian Grothoff (and other contributing authors)
   4 #
   5 # GNUnet is free software: you can redistribute it and/or modify it
   6 # under the terms of the GNU Affero General Public License as published
   7 # by the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
   8 # or (at your option) any later version.
   9 #
  10 # GNUnet is distributed in the hope that it will be useful, but
  11 # WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12 # MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13 # Affero General Public License for more details.
  14
  15 from __future__ import absolute_import
  16 from __future__ import print_function
  17 import argparse
  18 import random
  19 from math import ceil, log, floor
  20 from past.builtins import xrange
  21
  22
  23 def bsc(n):
  24     """ count the bits set in n"""
  25     l = n.bit_length()
  26     c = 0
  27     x = 1
  28     for _ in range(0, l):
  29         if n & x:
  30             c = c + 1
  31         x = x << 1
  32     return c
  33
  34
  35 def simulate(k, n, verbose):
  36     assert k < n
  37     largest_arc = int(2**ceil(log(n, 2))) / 2
  38     num_ghosts = (2 * largest_arc) - n
  39     if verbose:
  40         print("we have", num_ghosts, "ghost peers")
  41         # n.b. all peers with idx<k are evil
  42     peers = range(n)
  43     # py2-3 compatible, backwards.
  44     # refer to http://python-future.org/compatible_idioms.html#xrange
  45     info = [1 << x for x in xrange(n)]
  46
  47     def done_p():
  48         for x in xrange(k, n):
  49             if bsc(info[x]) < n-k:
  50                 return False
  51         return True
  52     rounds = 0
  53     while not done_p():
  54         if verbose:
  55             print("-- round --")
  56         arc = 1
  57         while arc <= largest_arc:
  58             if verbose:
  59                 print("-- subround --")
  60             new_info = [x for x in info]
  61             for peer_physical in xrange(n):
  62                 peer_logical = peers[peer_physical]
  63                 peer_type = None
  64                 partner_logical = (peer_logical + arc) % n
  65                 partner_physical = peers.index(partner_logical)
  66                 if peer_physical < k or partner_physical < k:
  67                     if verbose:
  68                         print("bad peer in connection", peer_physical, "--", partner_physical)
  69                     continue
  70                 if peer_logical & arc == 0:
  71                     # we are outgoing
  72                     if verbose:
  73                         print(peer_physical, "connects to", partner_physical)
  74                     peer_type = "outgoing"
  75                     if peer_logical < num_ghosts:
  76                         # we have a ghost, check if the peer who connects
  77                         # to our ghost is actually outgoing
  78                         ghost_partner_logical = (peer_logical - arc) % n
  79                         if ghost_partner_logical & arc == 0:
  80                             peer_type = peer_type + ", ghost incoming"
  81                     new_info[peer_physical] = new_info[peer_physical] | info[peer_physical] | info[partner_physical]
  82                     new_info[partner_physical] = new_info[partner_physical] | info[peer_physical] | info[partner_physical]
  83                 else:
  84                     peer_type = "incoming"
  85                 if verbose > 1:
  86                     print("type of", str(peer_physical) + ":", peer_type)
  87             info = new_info
  88             arc = arc << 1
  89         rounds = rounds + 1
  90         random.shuffle(peers)
  91     return rounds
  92
  93
  94 if __name__ == "__main__":
  95     parser = argparse.ArgumentParser()
  96     parser.add_argument("k", metavar="k", type=int, help="#(bad peers)")
  97     parser.add_argument("n", metavar="n", type=int, help="#(all peers)")
  98     parser.add_argument("r", metavar="r", type=int, help="#(rounds)")
  99     parser.add_argument('--verbose', '-v', action='count')
 100
 101     args = parser.parse_args()
 102     sum = 0.0
 103     for n in xrange(0, args.r):
 104         sum += simulate(args.k, args.n, args.verbose)
 105     print(sum / args.r)