src/consensus/consensus-simulation.py.in

   1 #!@PYTHONEXE@
   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 # You should have received a copy of the GNU Affero General Public License
  16 # along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17 #
  18 # SPDX-License-Identifier: AGPL3.0-or-later
  19
  20 import argparse
  21 import random
  22 from math import ceil, log, floor
  23
  24
  25 def bsc(n):
  26     """ count the bits set in n"""
  27     l = n.bit_length()
  28     c = 0
  29     x = 1
  30     for _ in range(0, l):
  31         if n & x:
  32             c = c + 1
  33         x = x << 1
  34     return c
  35
  36
  37 def simulate(k, n, verbose):
  38     assert k < n
  39     largest_arc = int(2**ceil(log(n, 2))) // 2
  40     num_ghosts = (2 * largest_arc) - n
  41     if verbose:
  42         print("we have", num_ghosts, "ghost peers")
  43         # n.b. all peers with idx<k are evil
  44     peers = list(range(n))
  45     info = [1 << x for x in range(n)]
  46
  47     def done_p():
  48         for x in range(k, n):
  49             if bsc(info[x]) < n - k:
  50                 return False
  51         return True
  52
  53     rounds = 0
  54     while not done_p():
  55         if verbose:
  56             print("-- round --")
  57         arc = 1
  58         while arc <= largest_arc:
  59             if verbose:
  60                 print("-- subround --")
  61             new_info = [x for x in info]
  62             for peer_physical in range(n):
  63                 peer_logical = peers[peer_physical]
  64                 peer_type = None
  65                 partner_logical = (peer_logical + arc) % n
  66                 partner_physical = peers.index(partner_logical)
  67                 if peer_physical < k or partner_physical < k:
  68                     if verbose:
  69                         print(
  70                             "bad peer in connection", peer_physical, "--",
  71                             partner_physical
  72                         )
  73                     continue
  74                 if peer_logical & arc == 0:
  75                     # we are outgoing
  76                     if verbose:
  77                         print(peer_physical, "connects to", partner_physical)
  78                     peer_type = "outgoing"
  79                     if peer_logical < num_ghosts:
  80                         # we have a ghost, check if the peer who connects
  81                         # to our ghost is actually outgoing
  82                         ghost_partner_logical = (peer_logical - arc) % n
  83                         if ghost_partner_logical & arc == 0:
  84                             peer_type = peer_type + ", ghost incoming"
  85                     new_info[peer_physical] = new_info[peer_physical] | info[
  86                         peer_physical] | info[partner_physical]
  87                     new_info[partner_physical
  88                              ] = new_info[partner_physical] | info[
  89                                  peer_physical] | info[partner_physical]
  90                 else:
  91                     peer_type = "incoming"
  92                 if verbose > 1:
  93                     print("type of", str(peer_physical) + ":", peer_type)
  94             info = new_info
  95             arc = arc << 1
  96         rounds = rounds + 1
  97         random.shuffle(peers)
  98     return rounds
  99
 100
 101 if __name__ == "__main__":
 102     parser = argparse.ArgumentParser()
 103     parser.add_argument("k", metavar="k", type=int, help="#(bad peers)")
 104     parser.add_argument("n", metavar="n", type=int, help="#(all peers)")
 105     parser.add_argument("r", metavar="r", type=int, help="#(rounds)")
 106     parser.add_argument('--verbose', '-v', action='count')
 107
 108     args = parser.parse_args()
 109     sum = 0.0
 110     for n in range(0, args.r):
 111         sum += simulate(args.k, args.n, args.verbose)
 112     print(sum // args.r)