基于GSPM的安全协议新鲜性分析*

安全协议形式化分析方法通过规范描述和数学推理来检验安全协议是否满足各种安全要求.GSPM是安全协议形式化分析的一般模型.在该模型中加入新鲜性的定义,形式化描述了新鲜性这一特殊的安全性质,扩展了GSPM的适用范围,并通过Andrew Secure RPC协议给出了形式化分析新鲜性的实例研究.     

SPVT:一个有效的安全协议验证工具

描述了基于Objective Caml开发的一个安全协议验证工具SPVT(security protocol verifying tool).在SPVT中,以扩展附加项的类(演算作为安全协议描述语言,以扩展附加项的Horn逻辑规则描述协议攻击者的Dolev-Yao模型,通过一组抽象规则将安全协议的类(演算模型转换为逻辑程序模型,基于安全协议逻辑程序的不动点计算验证安全性质,从安全协议逻辑程序的不动点计算和安全性质的验证过程中构造不满足安全性质的安全协议反例.以简化的Needham-Schroeder公钥认证协议为例,描述了使用SPVT自动验证安全协议的过程,表明了SPVT用于安全协议验证的有效性.     

安全协议的扩展Horn逻辑模型及其验证方法

分析了Bruno Blanchet和Martin Abadi提出的基于Horn逻辑的安全协议模型及其验证方法，针对它们构造不满足安全性质的安全协议反例的不足，提出了安全协议的扩展Horn逻辑模型和修改版本的安全协议验证方法，使得能够从安全协议的扩展Horn逻辑模型和修改版本的安全协议验证过程中自动构造不满足安全性质的安全协议反例．在基于函数式编程语言Objective Carol开发的安全协议验证工具SPVT中，实现了上述算法，验证了算法的正确性．     

一种时间相关安全协议的自动验证工具

设计并实现了一个时间相关安全协议的自动验证工具。工具以一种时间相关安全协议逻辑TCPL为基础,以XML语言为描述方式,采用构造分层逻辑树的方法,完成了对安全协议目标的自动验证。实现结果表明,该工具简化了安全协议的证明过程,提高了效率,具有较好的实用性。     

SAL框架下的安全协议分析技术研究

SAL是一种新的结合模型检验和定理证明技术的分析框架。它使用一种过渡性的中间语言将不同验证工具统一在其框架之中，以便保证安全协议的验证不会顾此失彼。本文对基于SAL框架下的安全协议分析技术进行了研究，介绍了SAL中间语言描述安全协议的方法，包括消息项中协议主体、入侵者、现时值、公私密钥、对称密钥、加密、解密、DH问题等的描述，协议规则与性质的描述，给出了在SAL下刻画入侵者模型和建立通信模型的一般方法，并以经典的NSPK协议为例，找到了一个已知的认证性攻击。     

基于行为树的协议建模方法及其应用研究

为解决现有协议建模方法验证困难及测试序列生成算法复杂度高和测试序列长的问题,提出了一种基于行为树(BT)的协议描述新方法.采用行为树模型对协议的控制流程进行建模,提出了基于行为树描述的协议验证方法,并给出了基于行为树的测试序列生成方法.以某监控协议为例给出了基于行为树的建模过程,将所建模型转换为通信顺序进程(CSP)后采用过程分析工具(PAT)完成了协议验证,并完成了测试序列的计算与对比分析,结果表明提出的方法能方便地完成对协议的描述与验证,能降低测试序列计算复杂度并减少生成的测试序列长度.     

基于可达关系的安全协议保密性分析

借助形式化的方法或工具分析安全协议是非常必要而且行之有效的.进程演算具有强大的描述能力和严格的语义,能够精确刻画安全协议中各个参与者之间的交互行为.作者以进程演算为基础,嵌入消息推理系统以弥补进程演算固有的缺乏数据结构支持的特点,尝试地提出了一个基于可达关系的安全协议保密性分析模型.基于此模型,形式化地描述了安全协议的保密性,证明了一定限制条件下的可判定性.并且以TMN协议为例,给出了该模型的实例研究.     

C2P:基于Pi演算的协议C代码形式化抽象方法和工具

形式化方法为安全协议分析提供了理论工具,但经过形式化验证过的协议标准在转换为具体程序实现时可能无法满足相应的安全属性.为此,提出了一种检测安全协议代码语义逻辑错误的形式化验证方法.通过将协议C源码自动化抽象为Pi演算模型,基于Pi演算模型对协议安全属性形式化验证.最后,给出了方案转换的正确性证明,并通过对Kerberos协议实例代码验证表明方法的有效性.根据该方案实现了自动化模型抽象工具C2P与成熟的协议验证工具ProVerif结合,能够为协议开发者或测试人员检测代码中的语义逻辑错误提供帮助.     

UMLsec自动分析验证工具的研究与设计

在基于UMLsec模型开发的安全关键系统中,为了验证UMLsec模型描述的安全需求是否满足,提出一种支持自动分析验证UMLsec模型工具框架,研究设计了自动分析验证<>的验证插件。利用该验证插件分析验证了一个加密协议实例,从而说明了该工具能自动分析验证UMLsec模型描述的安全需求。     

基于安全进程代数的非演绎安全模型的分析与验证

就刻画安全的性质而言,基于非演绎信息流的安全模型较基于访问控制的安全模型更为确切和本质。在基于迹语义对非演绎信息流安全模型进行分析的基础上,基于安全进程代数给出非演绎模型的形式化描述,然后基于系统的安全进程代数表达式给出非演绎模型的验证算法且开发了相应的验证工具,最后通过实例说明该算法的正确性和验证工具的方便适用性。     

一种基于攻击序列求解的安全协议验证新算法

基于完美加密机制前提及D-Y攻击者模型,指出注入攻击是协议攻击者实现攻击目标的必要手段.分析了注入攻击及其形成的攻击序列的性质,并基于此提出了搜索攻击序列的算法,基于该算法实现了对安全协议的验证.提出和证明了该方法对于规则安全协议的搜索是可终止的,并通过实验实现了NS公钥协议的验证.实验结果表明,与OFMC等同类安全协议验证工具相比,该算法不仅能实现安全协议验证自动化,而且由于规则安全协议验证的可终止性,使得本算法更具实用性.     

OAuth2.0协议形式化验证: 使用AVISPA

OAuth协议是一套用于在不同的服务中进行身份认证并且实现资源互访一套协议.由于关系到用户隐私,所以OAuth协议的安全性非常重要.这篇文章的主要贡献是研究OAuth2.0协议文本,对协议进行抽象,并且使用验证工具AVISPA对抽象后的协议进行建模与验证,找到协议中会导致隐私泄露的一种攻击模式.我们在建模过程中提出需将要验证的消息作为双方的对称密码这样一种创新思路.这种对协议的抽象和验证的方法可以推广到其他安全协议上,例如在线支付协议等等.     

RFID超轻量级认证协议RCIA形式化分析与改进

无线射频识别（RFID）是物联网中的一种非接触式的自动识别技术,被广泛运用于构建物物互联的RFID系统。RCIA是一种超轻量级RFID双向认证协议,提供高安全性并声称能抵御去同步攻击。形式化方法是安全协议分析的有力手段。运用模型检测工具SPIN对RCIA协议的认证性及一致性进行验证,结果表明RCIA协议存在去同步攻击漏洞。针对此漏洞,提出基于密钥同步机制的修补方案,对RCIA协议进行了改进。对改进后的协议进行形式化分析与验证,结果表明改进后的RCIA协议具有更高的安全性。提出的协议抽象建模方法对此类超轻量级RFID双向认证协议形式化分析具有重要借鉴意义;提出的基于密钥同步机制的漏洞修补方案,被证明能有效抵御去同步漏洞,可适用于此类超轻量级RFID双向认证协议的设计和分析。     

基于串空间的Athena分析技术研究

基于串空间模型的研究是当前安全协议领域的一个研究热点。Song对串空间模型进行了扩展，将模型检验和定理证明结合起来，提出了一种取名为Athena的安全协议分析方法，并基于该方法开发了自动证明工具APV，Song的工作被认为是串空间理论发展的一个重要事件。本文对Athena进行了系统的分析，介绍了Athena的假设条件，给出了Athena的语法和语义，分析了该逻辑的优点和局限性，在此基础上，分析了Athena的核心算法，讨论了Athena算法自动高效的原因，以及该算法如何避免状态空间爆炸的技术，指出了该算法的缺陷，形成原因以及解决的一般方法。最后对Athena方法的发展方向进行了讨论。     

CTCT-4级安全通信协议的形式化建模与验证

CTCS-4级列车运行控制系统是基于无线通信GSM-R传输信息的系统,而GSM-R系统是一种开放传输系统,它不能满足列控系统这种安全苛求系统的需求。主要根据GSM-R系统现有的安全威胁和应该采取的安全措施,引用一种改进的NSSK安全协议来保障车载设备与RBC间安全通信,并利用形式化建模语言CSP和模型检测工具FDR对其建模和验证。     

基于Spi演算的SSL3.0安全协议仿真分析

安全协议中的错误和漏洞很难完全由人工来发现，借助形式化方法对其进行分析可以保证安全协议的正确件和完整性。目前安全协议的形式化分析和验证已成为网络安全的研究热点，其中基于Spi演算的模型验证方法足当前的一个重要研究领域。文章介绍了SSL3．0安全协议的握手过程和Spi演算的基本概念，包括基于spi演算认证性的验证方法。存此基础上，基于spi演算形式化地建立了SSL3．0安全协议的仿真模型，给出了分析SSL3．0安全协议的详细过程，最终验证了SSL3．0安令协议的认证性。仿真分析的结果表明，Spi演算能够为安全协议的分析和验证提供可靠和有效的支持。     

普适计算中的跨域认证与密钥建立协议

当服务使用者与提供者位于不同注册域时需要跨域认证,认证成功的实体需要建立一个会话密钥保证后续通信安全。针对该问题,提出一种跨域认证与密钥建立协议,借助各实体的注册服务器完成双向认证,结合签密法建立新的会话密钥。经典SVO逻辑证明,该协议能保证密钥的公平性和隐密性,且能抵抗各种安全攻击。     

安全认证中的协议组合推导系统

针对现有安全认证协议中存在无数学模型、层次结构不清晰、适用范围窄的问题,提出协议组合推导系统。将安全协议按安全目标分为3个层次,第1层是密钥交换与身份认证属性的实现,第2层是效率提升与预防拒绝服务攻击的实现,第3层是安全协议的形式化理论分析与自动化测试工具验证安全协议的安全属性。仿真结果表明,该系统可实现安全协议的形式化设计,并可根据需要予以扩充。     

使用组合协议逻辑PCL验证

安全协议的形式化分析和验证一直是信息安全领域的一个重要问题。本文介绍了组合式验证方法以及面向安全协议验证的组合式验证工具PCL,并采用PCL对Amended Needham-Schroeder协议进行了验证,证明该协议满足保密性。在验证中将完整的协议划分为三个子协议,对子协议分别做性质描述和验证,最后将三个子协议组合成完整的协议,通过三个子协议之间前置断言和后置断言的一致性,证明了组合之后的协议满足保密性。