一个认证协议的串空间模型与分析

认证性和保密性是认证协议设计的两个关键目标,针对在Needham—Schroeder和Otway—Rees两个协议基础上提出的一种新认证协议,首次利用串空间模型理论对此协议进行形式化分析,分析结果表明该协议满足设计所要求的认证性和保密性目标．     

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.     

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.     

基于串空间模型的3GPP认证密钥交换协议分析

基于串空间模型理论及认证测试方法形式化分析了第3代伙伴计划(3GPP)认证密钥交换协议,指出了该协议应用于不安全的信道时存在保密性和认证正确性的缺陷,同时给出了对该协议的2个攻击方法.由此提出了一种改进的3GPP认证密钥交换协议以克服原协议存在的缺陷,应用串空间模型理论及认证测试方法形式化证明了该改进协议在不安全的信道上可确保消息的保密性,移动用户和服务网络间的双向认证,以及消息加密密钥和完整性密钥的新鲜性.     

非否认协议公平性分析的扩展串空间方法

针对在非否认协议公平性的形式化分析中,如何弱化初始假定和避免状态空间爆炸等问题,提出了扩展串空间方法.通过将签名运算引入串空间理论,从而对串空间理论的项集合进行重新定义,进一步通过对子项关系、攻击者迹和自由加密假定的扩展,并结合丛概念,构成了扩展串空间.分析非否认协议的公平性,首先将协议行为归纳为攻击者串、发送者串、接收者串和可信第3方串,以此构造协议的扩展串空间模型,然后结合协议迹和定理证明验证丛中存在发送者串等价于丛中存在接收者串,从而证明非否认协议公平性.通过扩展串空间方法对Zhou-Gollmann协议公平性的分析,得到了与Kailar逻辑和Lanotte自动验证方法相同的结果.与Kailar逻辑相比,扩展串空间方法仅使用自由加密假定,弱化了初始假定;与Lanotte自动验证方法相比,扩展串空间方法无需使用状态空间搜索,避免了状态空间爆炸问题.     

用于密码协议安全性证明的串空间模型

形式化分析是密码协议安全性证明的一个有效途径。串空间模型是在Dolev-Yao代数模型的基础上,结合Woo-Lam模型、CSP、Schneider秩函数和Paulson归纳法等方法的优点所提出的一种新的密码协议形式化模型,它可为密码协议安全性的证明提供新的方法。文章介绍了串空间模型的研究背景,分析它的架构和特点,综述有关研究工作,并分析其进一步的研究趋势。     

口令猜测攻击的串空间模型分析

使用用户口令的安全协议易受到猜测攻击,基于串空间理论模型,对攻击者串进行了扩展,引入了分析猜测攻击的能力,并给出了口令猜测攻击的形式化定义.     

基于串空间模型的认证测试方法

串空间模型认证测试方法是定理证明安全协议分析法中最具有代表性的一类.利用串空间模型理论对Needham-Schroeder(N-S)公钥协议中中间人攻击问题进行形式化分析与设计,并对其进行证明.与原有技术相比,该方法更为形式化,协议分析人员可以很方便地进行手动分析,并且更有利于协议分析自动化工具的实现.     

一种新的电子邮件协议及其形式化分析

在安全协议的形式化分析方法中,串空间模型和基于串空间模型的协议认证分析方法是比较常用的验证方法.分析了DKNRP协议存在一定的缺陷,并提出一种新的电子邮件协议,基于扩展的串空间模型采用认证测试方法,验证了新协议可以满足其安全目标.     

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.     

分析和设计安全协议的新逻辑的语义

文献[1]中提出了一种分析和设计安全协议的新逻辑.协议分析者可以用该逻辑来对安全协议进行分析,而协议设计者可以使用该逻辑用一种系统的方法来构造安全协议.文献[1]没有给出该逻辑的形式化语义,因为串空间模型具有良好的语义,现将新逻辑和串空间模型结合起来,给出新逻辑的串空间语义,并运用该语义证明了新逻辑的推理规则是正确的.     

路由协议漏洞的分析与防范措施

路由协议是INTERNET路由组织中的重要组成,文章分析了各种路由协议的安全弱点,以BGP为代表,从报文设计的角度,对U PDATE报文的接受者和发送者授权认证,避免了报文的冒充发送和接受,增强了BGP对等体之间的信任程度,在更深的层次上加强了路由协议的安全性,提供了一种解决路由协议安全漏洞的思路。     

基于Strand Space模型的CCITT X.509协议分析

运用前沿的安全协议形式化分析方法--Strand Space模型理论,对CCITT X.509协议进行了分析,指出了该协议在保密性和认证正确性方面的缺陷,得到了BAN逻辑分析没有得到的保密性缺陷和相同的认证正确性缺陷.同时提出了改进的X.509协议,并用Strand Space模型论证了改进协议的保密性和认证正确性.     

基于TCP的Ad Hoc路由协议分析

为了研究Ad Hoc网络DSR(Dynamic Source Routing)、DSDV(Destination Sequenced Distance Vector Routing)、AODV(Ad hoc Dem and Distance Vector Routing)3种路由协议的TCP(Transfer Control Protocol)传输性能,在原理上对其进行了分析,并通过仿真实验予以验证。结果表明,DSDV适用于跳数较少的TCP连接,DSR和AODV适用于跳数较多的TCP连接,复杂场景中DSDV总体性能最优。