安全协议形式化分析方法的融合性研究

分析了BAN逻辑和串空间理论的特点与不足.为了弥补二者的不足,提出了一种融合两种理论的形式化分析方法.通过实例分析,证明该分析方法能够将BAN逻辑和串空间的优点互补综合,使安全协议的分析更可靠、稳定、高效.     

一种安全协议的逻辑分析与改进

采用BAN逻辑对著名的Needham—Schroeder(NS)协议建立理想化协议模型,利用协议的初始假设和BAN逻辑的公设分析NS协议的安全性．分析结果表明,该协议只有增加初试假设,即用户B获得的会话密钥是新的会话密钥的前提下才能达到认证的目标,并提出改进方案．     

安全协议抗DoS攻击的形式化分析研究

随着拒绝服务攻击给协议的可用性带来的危害越来越大,需要行之有效的方法对安全协议的抗DoS性进行分析.但是目前对安全协议的抗DoS性进行分析的方法模型都存在一些缺陷,有的只能分析部分的DoS攻击,有的只关注协议各方计算资源的消耗,而忽略了存储资源消耗.针对以上不足,本文对基本的串空间模型进行扩展,引入消息相关度集合和代价函数,提出了一种分析安全协议抗DoS性的新方法,并利用该方法,对JFK协议的抗DoS性进行了详细分析.     

基于行为时序逻辑TLA的安全协议形式化分析与检测

随着近年来网络协议的不安全性,对安全协议进行形式化分析与检测则显的非常重要。而基于行为时序逻辑TLA的模型检测是形式化分析检测方法中重要的一种。本文主要采用基于TLA的HLPSL语言形式化分析与检测H.530协议。     

面向命题投影时序逻辑的安全协议模型检测

针对无条件安全通信协议,特别是Russian Cards协议的安全性验证问题,提出基于命题投影时序逻辑(PPTL)的模型检测方法.根据协议构造规则建立了Russian Cards协议的ProMeLa模型;利用chop算子将多个交互事件进行顺序复合,以表达协议所期望的通信序列;由projection算子定义了协议在该序列上的安全性质,再将该性质转为Never Claim语法结构并连同协议模型作为模型检测器SPIN的输入,以完成验证工作.验证结果表明,由协议规则构造的Russian Cards通信协议是安全可靠的,该方法也适用于一般的无条件安全通信协议的验证.     

串空间理论在网络安全协议形式化分析中应用

网络通信的普及和发展使得对网络协议尤其是安全协议的需求日益增长.同时由于安全要求的多样化以及攻击方式的层出不穷使得对于网络安全协议的形式化分析的效率和准确性提出了更高的要求.原有的形式化分析方法通常不可避免地出现状态空间爆炸问题,这使得对于日益增长的网络通信规模下的复杂协议的分析变得十分困难.串空间理论(strand space theory)的出现提供了避免状态爆炸问题、提高协议形式化分析效率的有效方法.用几个简单协议为例说明了如何利用串空间理论有效地进行协议的形式化分析.     

BAN逻辑与串空间的比较

研究了2种安全协议的分析方法,即BAN逻辑和串空间.利用这2种方法分别分析了Needham-Schroeder公钥协议,指出了这2种方法各自的优点和缺点.在对这2种方法进行了比较后,指出了这2种方法有2种结合方式.1种是利用串空间给出BAN逻辑的语义,另外1种结合方式是串行,即对于需要分析的协议,先利用BAN逻辑进行分析,然后再利用串空间进行分析,使分析出的结果更加可靠.     

基于串空间的认证协议分析

网络通信的普及和发展使得对网络协议尤其是安全协议的需求日益增长.由于安全要求的多样化以及攻击方式的层出不穷,使得对网络安全协议的形式化分析效率和准确性提出了更高的要求.串空间理论(strand space theory)和模型是当前避免状态爆炸、提高协议形式化分析效率的有效方法.本文通过一个具体的认证协议例子来说明它的特点.     

基于HNC和描述逻辑的问句语义块分析

针对汉语语句分析不能提供深层语义信息的问题,提出一个基于HNC和描述逻辑的问句语义块分析模型,利用HNC概念符号知识深入到词语的语义层面,从概念类别的内涵出发,对问句的逻辑结构进行了初步分析。采用描述逻辑推理机制得到了问句的语义视图,并实际验证了语义视图的有效性。     

基于串空间模型的UMTS AKA协议安全分析与改进

通过分析Oh等设计的T-AKA协议,发现该协议无法实现网络对用户的正确认证及消息的新鲜性验证,并利用该安全漏洞构造出了伪冒用户的攻击方法.然后,在3GPP规范的基础上,在服务网络端引入公钥机制,提出了改进的认证与密钥协商协议.最后,应用串空间模型理论及认证测试方法,对改进协议的机密性和双向认证正确性进行了形式化证明.研究结果表明:改进协议能够保证消息的新鲜性和网络-用户间的双向认证,克服T-AKA协议中存在的伪冒用户攻击及其他重放、伪冒攻击,具有高的安全性;协议设计中保留了3GPP规范的框架,避免了用户终端进行繁重的公钥运算,具有强的实用性.     

一个基于模态逻辑的安全协议度量方法

为将量化分析方法引入安全协议分析中,以模态逻辑方法为基础定义了协议度量方法,并形式化地给出度量协议内容对协议安全目标满足度的参数和方法,同时在此基础上,进一步地给出了对安全协议冗余进行度量及化简的方法。应用该方法对实例协议进行分析,直接描述各协议内容的贡献度,显示冗余内容对目标实现的无效作用,从而可以安全化简。量化分析在安全协议形式化分析中的应用是本方法的主要特点,它具有模态逻辑方法的优点及缺陷。     

一种认证安全性的分析与设计逻辑

针对BAN逻辑的局限性,在BSW逻辑的基础上,提出了一种针对认证安全性的分析与设计逻辑.同时,以Needham-Schroeder公钥协议及X.509三消息协议的分析与再设计为例,证明了该逻辑的正确性和有效性.     

基于认证测试的通用安全协议设计方法

以认证测试方法为基础,提出了一种通用的安全协议形式化设计方法,使用该方法对Needham-Schroeder(NS)公钥协议进行了重新设计.最后通过认证测试方法证明了重新设计的NS协议能够满足安全协议的保密性、身份认证和数据认证的要求,并且有效避免了原NS协议存在的中间人攻击问题.     

网络安全协议的一般框架及其安全性分析

分析了计算机网络中存在的安全风险,建立了网络安全协议的一般框架,讨论了网络安全协议中密码技术的安全性,指出了网络安全协议在具体实时应注意的问题。     

一种互认证密码协议的设计和分析

为在不安全的网络中建立安全的通信，提出了一种用于网络管理互认证的具有较高效率的密码协议，介绍了该密码协议的相关设计背景。总结了若干关于密码协议设计的原则，通过运用经过补充的BAN逻辑对该协议进行形式化分析，并通过计算机对该协议的握手协议过程进行仿真。仿真结果表明，在被加密协议参数相同的条件下，该协议减少了系统开销，提高了协议效率。     

用串空间分析路由协议SGSR

用形式化方法分析安全协议是协议分析的有效手段,近年来,出现了众多的研究方法.串空间模型是一种新兴的形式化分析工具,其中,"理想"和"诚实"两个概念简化了分析协议的步骤.首次利用串空间理论对由徐兰芳提出的一种安全的Ad Hoc网络路由协议SGSR进行分析,并分析了它的认证性和机密性,结果证明此协议能够达到协议的目标。     

面向变异分析的协议安全测试方法

在基于构造类别代数的协议描述上引入变异分析方法,由此提出了一种基于错误模型的协议安全测试方法.通过设计针对构造类别代数的变异算子,限制了协议中的错误集合;应用变异算子生成变异体集合,并消除其中的等价变异体;基于变异体构造安全测试例.同比研究表明,采用基于错误模型的变异分析方法,可以有效解决协议安全测试中忽视协议数据流处理过程、错误集合无限和缺少结果判断机制等问题,限定协议可能存在的错误集合,有利于测试的量化和评估,能够更有针对性地进行测试例构造和测试结果判断,提高测试能力.     

基于子结构逻辑的不确定性语义时态查询技术研究

为解决不确定性语义时态查询及其计算资源配置的优化问题,使用子结构逻辑对时态演算机制进行了完善并构建了查询中间件原型. 基于构造性逻辑语义,构建了中间件演算流程,将时态属性映射为类型语义,使针对时间属性的运算从句法演算中剥离,在保证表达能力的前提下,仅进行语义计算,加速并优化了查询演算流程.实验结果表明:该方法与中间件原型可行、高效,具有共性,为时态信息处理提供理论与技术支撑.