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