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文檔簡介
1、安全協(xié)議是網(wǎng)絡通信和安全應用的基礎,是安全基礎設施的重要組成部分。安全協(xié)議的設計和分析是協(xié)議工程領域主要的研究內(nèi)容,在設計、建模、驗證、性能分析、實現(xiàn)、測試和維護等協(xié)議工程的各個環(huán)節(jié)中,協(xié)議驗證是最為關鍵的一個環(huán)節(jié)。 自20世紀70年代以來,人們提出多種協(xié)議分析、驗證的形式化方法,它們可以大致劃分為四種:基于BAN類邏輯的模態(tài)邏輯方法,基于有限狀態(tài)機理論的模型檢驗方法,基于安全代數(shù)模型的定理證明方法和程序分析技術。在這些方法中,
2、定理證明方法能夠給出協(xié)議的安全性證明,因此也是密碼協(xié)議分析的主要研究內(nèi)容。 由于密碼協(xié)議本身安全目標定義的微妙性,運行環(huán)境的復雜性,攻擊者能力的不確定性和協(xié)議執(zhí)行的高并發(fā)性,使得安全協(xié)議的驗證存在一系列困難,因此協(xié)議分析也采用了一些特殊的技術,如:狀態(tài)檢測、不變集技術、等價驗證技術等。 本文對基于定理證明的安全協(xié)議形式化驗證方法進行了詳細的分析,其中主要研究了基于π演算密碼協(xié)議分析方法,包括spi演算,應用pi演算和協(xié)議
3、驗證的框架互模擬方法,其中主要的工作和貢獻如下: (1)對spi演算進行詳細的分析,包括其協(xié)議驗證思想,系統(tǒng)框架、操作語意以及進程等價證明方法,并使用spi演算對Otway-Rees變體協(xié)議的安全性進行分析,證明其不能滿足安全性。 (2)spi演算通過對π演算中的項和進程進行擴展,使其能夠表示基本的密碼操作進而對協(xié)議建模,但是spi忽略了密碼操作的安全意義,限制了它在協(xié)議分析中的應用。本文通過引入消息起源的標準測試證明了
4、ZG非可否認協(xié)議的非可否認性和公平性,擴展了spi演算在協(xié)議分析中的應用范圍。 (3)框架互模擬是證明協(xié)議滿足觀察等價的有效手段,其中用框架、理論偶表示協(xié)議運行環(huán)境的信息,通過證明規(guī)范進程與協(xié)議進程的框架互模擬關系驗證協(xié)議的安全性。本文對其語法,操作語意,驗證方法以及主要結(jié)論進行了簡要的總結(jié)。 (4)應用pi演算是Abadi等將π演算對協(xié)議進行特化而建立的協(xié)議驗證方法:其中使用函數(shù)應用建模密碼操作,大大增強了對攻擊者能力
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