安全协议中的形式化验证技术

伴随着网络和通信的迅速发展，安全已经成为一个备受关注的问题，为确保不同系统的安全，出现了许多的安全协议。文中描述了安全协议验证的形式化需求，并且详细阐述了目前流行的几种形式化的验证技术及各自的优缺点，探讨了形式化验证技术所面临的挑战，指出目前在这方面所做的工作以及有待发展的方向。     

安全协议的形式化验证方法概述

安全协议验证是网络安全领域中重大课题之一,目前对安全协议进行分析的主流方法是形式化方法。该文对现在常用的几种形式化验证方法进行了概述和分析,最后针对形式化技术在该领域的发展前景提出了自己的见解。     

安全协议中的形式化验证技术

伴随着网络和通信的迅速发展,安全已经成为一个备受关注的问题,为确保不同系统的安全,出现了许多的安全协议.文中描述了安全协议验证的形式化需求,并且详细阐述了目前流行的几种形式化的验证技术及各自的优缺点,探讨了形式化验证技术所面临的挑战,指出目前在这方面所做的工作以及有待发展的方向.     

一个安全、原子的电子商务协议及其形式化验证

电子商务的普及与接受主要取决于下述属性的解决：安全、原子、隐私与匿名,形式化描述和分析是描述电子商务协议并验证它各性的有效方法,面向物理商品交易的电子商务协议需要具备３个属性：安全、原子和隐私,介绍了一个安全、可靠的电子商务协议ＢＥＡＲＣＡＴ及其形式化描述,并龙有人侵者的情况下,通过用ＢＡＮ类型的逻辑证明所期望的属性的方式对协议的强度和正确性作形式化分析。     

一种新的安全协议形式化验证方法

形式化方法能有效检验安全协议的安全性,BAN类逻辑的发展极大地促进了这一领域的研究,但是现有的BAN类逻辑仍然存在许多问题．在分析现有BAN类逻辑的基础上,提出一种新的安全协议形式化验证方法,实现现有BAN类逻辑的验证功能,并使安全协议验证工作简单可行,便于实现机器自动验证．为安全协议形式化验证提供了一种新的途径．     

安全协议的形式化验证技术与方法

本文从安全协议形式化验证方法所应用的技术手段、技术特点入手,对安全协议的形式化验证方法进行了总结和分类.并对安全协议形式化验证若干热点研究方向进行了归纳和展望.     

安全协议形式化验证方法的比较与分析

网络的飞速发展,使得安全问题日益突出,而身份认证协议则是安全性的基础。目前国际上的热点是安全协议的形式化验证。文章从两个角度介绍安全协议形式化验证的方法：证明与证伪。对其各自特点进行比较与分析。     

基于串空间的安全协议形式化验证模型及算法

网络安全在信息时代非常重要，而网络安全的关键问题之一是安全协议。首先介绍了当前安全协议形式化验证的前沿方向－－串空间理论，随后阐述了基于该理论设计的自动验证模型－－T模型，给出了该模型的算法及描述，并通过验证改进前后的Needham-Schroeder协议来说明T模型的优势。     

基于进程代数的Otway-Rees协议的形式化验证

Otway-Rees协议的目的是完成发起者和响应者之间的双向认证,并且分发服务器产生的会话密钥.该协议的特点是简单实用,没有使用复杂的同步时钟机制或双重加密,仅用少量的信息提供了良好的时效性.此协议允许通过一个网络的个别通信认证自己的身份,还可以阻止重放攻击和窃听,允许修改检测.对安全协议的分析是信息时代无法回避的关键...     

基于Spin的安全协议形式化验证技术

针对安全协议的形式化验证问题,运用模型检测方法,以一种改进的入侵者Promela语义模型,对双方密钥分配中心协议进行Spin模型检测,验证发现其不满足线性时序逻辑（ LTL）公式描述的安全性,得到了原协议的安全漏洞。针对该漏洞,提出了一种协议改进方案,并针对改进后的协议,给出新的Promela语义模型的建模方法。改进的入侵者模型建模方法比起原方法：模型检测过程中的存储状态数减少,使模型复杂度降低约40';迁移状态数减少,使验证效率提升约44'。     

HB协议的形式规约与验证

形式化方法是确保安全协议设计正确性的重要工具,利用形式化方法已经发现了许多安全协议的设计错误.首次利用形式规约语言Z对RFID安全协议HB进行形式规约, 并对HB协议应该满足的安全性质进行形式化描述,使用Z模式推理从协议及其运行环境两个方面验证了协议的关键安全属性,发现了HB协议在设计方面的缺陷,提出了HB协议的一种改进方法.     

网络入侵检测系统安全通信协议的设计及验证

针对网络入侵检测系统中各模块间安全通信存在的一些问题,本文提出一种适用于网络入侵检测系统的网络安全协议,并在理论上验证其安全性和在产品测试中证明其可靠性。     

对一种身份认证协议的改进及其形式化分析①

基于口令的远程身份认证协议是目前认证协议研究的热点。2005年,Sung-Woon Lee等人提出了一个低开销的基于随机数的远程身份认证协议即Lee-Kim-Yoo协议,首先分析了此协议中所存在的安全性缺陷,随后构造了一个基于随机数和Hash函数,并使用智能卡的远程身份认证协议,最后用BAN逻辑对修改后的协议进行了形式化的分析,结果表明修改后的协议能够达到协议的安全目标。     

Specification and Verification of the Zab Protocol with TLA+

ZooKeeper Atomic Broadcast (Zab) is an atomic broadcast protocol specially designed for ZooKeeper, which supports additional crash recovery. This protocol actually has been widely adopted by famous Internet companies, but there are few studies on the correctness and credibility of the Zab protocol, and thus we utilize formal methods to study the correctness. In this paper, Zab, Paxos and Raft are all analyzed and compared to help better understand the Zab protocol. Then we model the Zab protocol with TLA+ and verify three properties abstracted from the specification by the model checker TLC, including two liveness properties and one safety property. The final experimental results can prove that the design of the protocol conforms to the original requirements. This paper makes up for the analysis of formal methods in the Zab protocol.

     

对一种身份认证协议的改进及其形式化分析①

基于口令的远程身份认证协议是目前认证协议研究的热点。2005年,Sung-WoonLee等人提出了一个低开销的基于随机数的远程身份认证协议即Lee—Kim—Yoo协议,首先分析了此协议中所存在的安全性缺陷。随后构造了一个基于随机数和Hash函数,并使用智能卡的远程身份认证协议,最后用BAN逻辑对修改后的协议进行了形式化的分析,结果表明修改后的协议能够达到协议的安全目标。     

基于RSL的协议形式化描述与验证方法

讨论使用RAISE规范语言（RSL）描述6种协议元素的方法。在RSL描述的基础上,借助操作符的运算规则、并行扩展规则和同步会合事件隐藏规则,对协议的相关性质进行验证,以一个简化的停止等待协议规范的描述和验证实例证明,与其他形式化方法相比,RSL表现出较强的描述能力。     

支持扩展虚拟同步的组通信算法形式描述与验证

组通信系统是为方便开发容错的分布式应用系统而提出的一种通信中间件．虚拟同步是组通信系统中的一个重要概念．其本质是限制向所有组成员递交组成员资格变化信息和应用消息的次序．为支持网络可划分的情况，引入了扩展虚拟同步模型．针对扩展虚拟同步模型的特点，提出了一种基于客户／服务器模式的组通信系统架构，并以I／O自动机的形式给出系统内部各模块的服务和算法．最后以继承建模的方式逐步给出该算法的自动机模型，并用形式化的方法验证其正确性．     

优先级顶协议的形式化验证

优先级顶协议是一种优先级驱动的抢占式调度协议,它具有无死锁和单阻塞的性质.Dang Van Hung 和Philip Chan在文献[6]中形式地规范和验证了这两个性质.但他们没有对状态函数HiPripcp明确定义,这使得验证的细节较难理解.为了解决这个问题,提出了一种新的方法来验证优先级顶协议单阻塞的性质.通过时段演算的方法,对优先级顶协议进行了规范,并给出了状态函数HiPripcp的明确定义.根据优先级顶协议的规范,形式地验证了该协议的单阻塞性质.采用的验证方法更少地依赖于HiPripcp,这使得验证的细节更易于理解.此外,提出的验证方法可被应用于实时数据库系统中类似协议的形式化验证.     

安全协议认证的形式化方法研究

安全协议认证是网络安全领域中重大课题之一。形式化方法多种多样。该文首先论述了模型检测技术及其在安全协议验证中的应用,然后介绍了各种定理证明方法和定理证明工具,接着讨论其它形式化验证方法,最后论述形式化方法的一些研究方向。     

基于Isabelle/HOL的安全操作系统形式化验证方法

操作系统作为信息时代的基石,其安全性不言而喻。常规的软件测试方法不足以保障操作系统的安全性,需使用更为严格的基于数理逻辑的形式化验证方法。本文提出一种软件形式化验证的新思路：通过在Isabelle中构造模拟运行环境,使汇编代码运行其中,并记录系统状态的变化,最终根据程序运行前后系统状态的变化情况判断程序的正确性和安全性。重点介绍了顺序、分支和循环等3种程序结构的证明方法,并通过一个程序实例证明,得到在任意前提条件下程序执行前后系统状态的变化情况。 