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 # 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 from __future__ import absolute_import
  21 from __future__ import print_function
  22 import argparse
  23 import random
  24 from math import ceil, log, floor
  25 from past.builtins import xrange
  26
  27
  28 def bsc(n):
  29     """ count the bits set in n"""
  30     l = n.bit_length()
  31     c = 0
  32     x = 1
  33     for _ in range(0, l):
  34         if n & x:
  35             c = c + 1
  36         x = x << 1
  37     return c
  38
  39
  40 def simulate(k, n, verbose):
  41     assert k < n
  42     largest_arc = int(2**ceil(log(n, 2))) / 2
  43     num_ghosts = (2 * largest_arc) - n
  44     if verbose:
  45         print("we have", num_ghosts, "ghost peers")
  46         # n.b. all peers with idx<k are evil
  47     peers = range(n)
  48     # py2-3 compatible, backwards.
  49     # refer to http://python-future.org/compatible_idioms.html#xrange
  50     info = [1 << x for x in xrange(n)]
  51
  52     def done_p():
  53         for x in xrange(k, n):
  54             if bsc(info[x]) < n-k:
  55                 return False
  56         return True
  57     rounds = 0
  58     while not done_p():
  59         if verbose:
  60             print("-- round --")
  61         arc = 1
  62         while arc <= largest_arc:
  63             if verbose:
  64                 print("-- subround --")
  65             new_info = [x for x in info]
  66             for peer_physical in xrange(n):
  67                 peer_logical = peers[peer_physical]
  68                 peer_type = None
  69                 partner_logical = (peer_logical + arc) % n
  70                 partner_physical = peers.index(partner_logical)
  71                 if peer_physical < k or partner_physical < k:
  72                     if verbose:
  73                         print("bad peer in connection", peer_physical, "--", partner_physical)
  74                     continue
  75                 if peer_logical & arc == 0:
  76                     # we are outgoing
  77                     if verbose:
  78                         print(peer_physical, "connects to", partner_physical)
  79                     peer_type = "outgoing"
  80                     if peer_logical < num_ghosts:
  81                         # we have a ghost, check if the peer who connects
  82                         # to our ghost is actually outgoing
  83                         ghost_partner_logical = (peer_logical - arc) % n
  84                         if ghost_partner_logical & arc == 0:
  85                             peer_type = peer_type + ", ghost incoming"
  86                     new_info[peer_physical] = new_info[peer_physical] | info[peer_physical] | info[partner_physical]
  87                     new_info[partner_physical] = new_info[partner_physical] | info[peer_physical] | info[partner_physical]
  88                 else:
  89                     peer_type = "incoming"
  90                 if verbose > 1:
  91                     print("type of", str(peer_physical) + ":", peer_type)
  92             info = new_info
  93             arc = arc << 1
  94         rounds = rounds + 1
  95         random.shuffle(peers)
  96     return rounds
  97
  98
  99 if __name__ == "__main__":
 100     parser = argparse.ArgumentParser()
 101     parser.add_argument("k", metavar="k", type=int, help="#(bad peers)")
 102     parser.add_argument("n", metavar="n", type=int, help="#(all peers)")
 103     parser.add_argument("r", metavar="r", type=int, help="#(rounds)")
 104     parser.add_argument('--verbose', '-v', action='count')
 105
 106     args = parser.parse_args()
 107     sum = 0.0
 108     for n in xrange(0, args.r):
 109         sum += simulate(args.k, args.n, args.verbose)
 110     print(sum / args.r)