基于Tamarin的MQTT协议安全性分析方法

MQTT是物联网中被广泛应用的消息传输协议，其安全性问题备受关注。当前MQTT协议安全性分析主要面向协议实现平台，缺少面向协议标准的安全性测试，导致协议标准本身存在的安全缺陷难以发现。针对该问题，采用协议形式化分析技术，提出了一种基于Tamarin的MQTT协议安全性分析方法。该方法首先面向MQTT协议3.1.1标准，构建了协议状态机，并依据Tamarin语法规则，完成了形式化描述；然后针对保密属性和认证属性，给出了MQTT协议需要满足的安全属性引理描述；最后，基于Dolev-Yao威胁模型在Tamarin中完成了对47种协议安全属性的验证。结果显示有9种保密属性违反和29种认证属性违反，对结果进行攻击测试，验证了该方法对MQTT协议安全性分析的有效性，并提出了一种基于身份重认证的优化改进方案。