Computational probabilistic noninterference

Information flow and noninterference are popular concepts for expressing confidentiality and integrity properties. We present the first general definition of probabilistic noninterference in reactive systems that includes a computational case. This case is essential for coping with real cryptography since noninterference properties can usually only be guaranteed if the underlying cryptographic primitives have not been broken. This might happen, but only with negligible probability. We show that our noninterference definition is maintained under simulatability, the notion of secure implementation of modern cryptography. This allows secure composition of systems and yields a general strategy for including cryptographic primitives in information-flow proofs. As an example we study a cryptographic firewall guarding two honest users from their environment.     

信息流格模型的非法流分析

随着互联网的发展以及网络空间地位的上升,信息的重要性与日俱增。为确保信息安全,对非法信息流的控制显得尤为重要。文中分析了信息流格模型中信息流动的安全性,为更好地对模型内部的信息流进行分类,首先,对信息流格模型进行线性化分析,使得模型被线性化表述,并将其称为线性信息流格模型。接着,引入马尔科夫链,并利用马尔科夫链的常返态属性和瞬时态属性的概率变化,来量化表示模型中主体和客体之间的转换状态,从而检测出模型内部的各个信息流。进一步地,根据模型内部的主体和客体分别对应的常返态与瞬时态的概率对比,分析每个信息流的安全状态,即:当模型检测中同时出现两个常返态时,违反了安全模型,从而导致非法信息流的出现。由于概率变化存在同一性,该方法会产生误差并影响其检测结果。为弥补这一不足,介绍了SPA语言,然后对线性信息流格模型进行了SPA语言的描述,并采用形式化中的无干扰方法对马尔科夫链模型内概率同一性的不足进行补充说明。最后,检测出其中隐藏的非法信息流,判断出含误差下各个信息流的安全状态,并得出结论:符合安全模型但违反安全策略的信息流不满足无干扰属性。这对信息流安全检测软件的设计及硬件应用具有重要意义。     

软件系统的可信降密述评

无干扰模型是信息流控制中的基础性安全模型,能确保敏感信息的零泄露,但其安全条件的限制性过强。软件系统由于功能的需要不可避免地需要违反无干扰模型,释放合适的信息。为了防止攻击者利用信息释放的通道获取超额的信息,需要对释放的通道进行控制,建立信息可信降密的策略和实施机制。基于不同维度对现有的降密策略进行归类,大致归并为降密的内容、主体、地点和时间维度;并对现有降密策略的实施机制进行分类,大致可分为静态实施、动态实施和安全多次执行;对这些机制的特点和不足之处进行比较,并探讨了后续研究面临的挑战,展望了未来的研究方向。     

Model checking adaptive service compositions

We present a logic-based verification framework for multilevel security and transactional correctness of service oriented architectures. The framework is targeted at the analysis of data confidentiality, enforced by non-interference, and of service responsiveness, captured by a notion of compliance that implies deadlock and livelock freedom. We isolate a class of modal μ-calculus formulae, interpreted over service configurations, that characterise configurations satisfying the properties of interest. We then investigate an adaptation technique based on the use of coercion filters to block any action that might potentially break security or transactional correctness. Based on the above, we devise a model checking algorithm for adaptive service compositions which automatically synthesises the maximal (most expressive/permissive) filter enforcing the desired security and correctness properties.     

基于无干扰理论的信任链传递模型

针对现有的信任链传递模型可用性不强、缺乏将信任链扩展到网络环境的缺点,提出了一种新的基于无干扰理论的信任链传递模型。该模型将系统抽象为进程、动作和执行,从可信根出发,通过度量程序及其动态库完整性来保证进程静态可信;分析交互进程之间的关系,利用无干扰理论判定其合法性;通过对接入终端的可信度量,将信任链扩展到整个网络系统。最后给出了相应的形式化定义及安全性证明。     

基于内容和地点维度的机密信息降级策略

目前机密信息降级策略的研究主要集中在信息降级的内容、地点、时间等维度上,每个维度的策略都有一定的局限性,攻击者将会利用其他维度的漏洞,非法获取额外的机密信息。降级策略需要综合考虑多个维度来确保机密信息的可信降级。为此,利用攻击者知识模型,提出了一种基于内容和地点维度的降级策略。内容维度的关键思想是攻击者不允许通过滥用降级机制来获取额外的机密信息,而地点维度控制机密信息仅能通过特定的语句进行降级。此外,建立了该策略实施的类型规则,并证明了类型规则的可靠性。     

基于虚拟化技术的卫星控制系统软件构件库运行监控与可信验证技术

动态系统建模工具可以按照设定的仿真步长对控制器的行为动态模拟,也可以在仿真环境下模拟控制器所在的系统架构和动态数据交互,因此传统的卫星控制系统方案设计时一般采用在同一模型建模体系进行,并进行相应的控制算法设计。但是由于动态系统建模工具其自身的时钟步长和数据流处理逻辑,不能完全模拟目标机的内部ALU逻辑和真实外围设备工作行为,可能与真实物理环境要求的系统有一定的出入,造成对承载卫星控制器功能的目标机CPU处理系统存在一定程度的失真,影响仿真效果。提出了一种基于虚拟化技术的卫星控制系统软件构件库可信验证技术,使用虚拟化技术实现对真实物理目标机功能的完全模拟,运用软件非干涉运行监控技术,获取可信的开发证据和应用证据,利用协同仿真组件和卫星控制系统方案设计的控制算法模型对各个软件构件进行动态同步仿真验证。     

认知无线网络中一种基于放大转发的协作传输策略

在不干扰主用户数据传输的条件下,通过次用户间的彼此协作传输,可以使认知无线网络获得明显的空间和时间分集增益,从而改善次用户传输性能。该文针对主次用户共存,主用户交替转移信道忙闲状态的网络环境下,提出了一种基于放大转发的协作传输方案,当主用户存在时机会的使用中继节点转发数据,并且对所提方案的无冲突传输时间进行了理论分析,给出了非协作传输和协作传输模式下的无冲突传输时间的解析表达式,理论分析和仿真结果表明,协作传输方案的无冲突传输时间明显优于非协作传输方案,次用户协作为认知无线网络带来可观的性能增益。     

计算机安全中的无干扰模型

与基于访问控制的形式安全模型相比,基于信息流的安全模型对于定义什么是安全来说更为本质,自提出信息流的无干扰概念以来,信息流模型成为安全研完的中心之一,并提出了多种无干扰信息流模型。本文基于进程代数框架研完这些模型,并给出了一些新的结果和证明。     

前向可修正属性算术验证的研究

目前验证前向可修正属性的"展开方法"是不完备的,即当"展开定理"的局部条件不满足时,不能判断出系统不满足前向可修正属性.为此,提出一种基于状态转换系统的前向可修正属性验证方法,该方法将前向可修正属性的验证归约为可达性问题,进而可借助可达性检测技术完成属性的验证.该方法是完备的,且当属性不成立时,可以给出使属性失效的反例...