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.     

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。     

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.     

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.     

基于Diff-Hellman的改进Yang-Shieh智能卡认证协议

提出了基于Diff-Hellman的改进Yang-Shieh智能卡认证协议(DHYS),并采用串空间理论形式化证明了DHYS的安全性.DHYS在增强Yang-Shieh认证协议安全性的同时,无任何附加限制,保留了原Yang-Shieh协议的全部优点.     

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.     

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.     

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.     

一个无线认证协议的分析与改进

分析了一个匿名移动无线认证方案中的CSAP协议,发现其存在安全漏洞,无法抵抗不诚实的基站对系统的攻击.针对这些安全漏洞对该协议进行了改进,改进后的协议不仅保留了原方案的所有安全特性,并且比原协议具有更高的安全性.     

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.     

RFID认证协议的安全性分析

针对RFID认证协议本身的安全性问题,分析了最近提出的几个协议的优缺点,给出了它们在一些安全特性上的比较,结果表明它们在某些方面都存在一些安全漏洞。通过对协议研究和分析,表明目前提出某些认证协议没有达到RFID系统的安全需求。只有通过更加有效的方法,才能设计出完全可靠、安全和高效的安全协议。     

基于电子商务单向认证协议的Petri网模型

基于公钥基础设施PKI的安全认证协议是目前电子商务常用的认证协议。根据这个安全认证协议用Petri网协议模型技术构造了单向认证协议的Petri网模型的状态空间。这样就可以进行仿真分析，找到协议的安全漏洞，完善认证协议。     

对HB#协议的代数分析*

HB协议是一类对计算要求极低的认证协议,并且能够抵抗量子攻击. 因此,它非常适合于移动和物联网环境,而这种无线通信环境要求HB协议应该具有抗中间人攻击的能力. 基于此,设计了一种对HB#协议进行中间人攻击的代数分析方法,在这种代数攻击中,认证密钥可以被快速地恢复出来. 这一攻击方法建立在 中一类多元二次方程组的解的基础之上. 因此,首先找到了这类方程组有解的充分必要条件和求解算法,然后利用这一结果来对HB#协议进行中间人攻击.     

基于计算模型的OpenID Connect协议认证性的自动化分析

分析了OpenID Connect协议的消息结构,基于计算模型应用Blanchet演算对OpenID Connect协议进行了形式化建模,应用自动化验证工具Crypto Verif验证了其认证性.结果表明:在OpenID Connect协议中,客户端能够认证终端用户,但是终端用户与授权服务器之间不能相互认证、令牌终端不能认证客户端.为此,给出了OpenID Connect协议中不具有认证性问题的解决方法.