基于理想的协议安全性分析

1998年,Guttman等人提出了串空间理论作为一种新的密码协议形式化分析的工具.并在1999年第1次引入了关于消息代数上的理想以及诚实的概念来分析协议的保密性.由于理想结构的特殊性使得它可以刻画协议运行中消息之间的关系.利用理想的结构来分析协议的一些安全性质,例如保密性、认证性、零知识性以及如何抵抗猜测攻击.     

一种基于模型的并发系统测试目的描述

提出了带约束事件的时序逻辑TLCE,用于描述系统运行中输入/输出事件之间的时序关系以及对事件参数的数据相关性约束。阐述了一种基于模型的并发系统测试框架,采用TLCE描述测试目的以引导测试用例生成。缓存一致性协议和会议协议的实例研究中所生成的测试用例集显著优于随机测试用例集。这说明了TLCE作为测试目的描述的有效性。     

一种基于规划理论的密码协议形式模型

将规划理论引入到密码协议形式化分析领域,结合密码协议在实际网络环境中的运行特点和规律,提出了密码协议攻击规划理论;建立了一种对密码协议进行安全性验证的形式化模型,即密码协议攻击规划问题模型;给出了模型的一阶语法、形式定义及相关运算语义.同时,分析了Dolev-Yao模型的不足之处,基于基本消息元素策略对其进行了改进;并通过增强应用语义来保证改进模型的可行性,从而避免了"状态空间爆炸"问题的发生,提高了密码协议攻击规划问题模型的完备性;并给出了基于该模型的NS公钥协议分析实例.提出的密码协议形式模型是证伪的,目的在于对密码协议进行验证,并查找协议中可能存在的漏洞,既可以方便地进行手工推导证明,也非常易于自动化实现.     

一种基于扩展Spi演算的类型系统

主要探讨了使用非形式化的原理和形式化的规则来获得密码协议安全属性的方法。这些原理和规则基于传统的等级和信息流的思想,通过将其扩展后用来处理密码协议中的并发进程。提出的规则是基于Spi演算扩展语法的一种类型规则。通过这些规则可以向用户担保．如果协议通过了类型检测,则该协议没有泄漏任何秘密的消息。     

基于刚性与相似性概念的密码协议分析方法

如何融合计算密码学与形式演算模型两条途径以有效分析和证明复杂密码协议,是信息安全领域富有挑战性的问题之一.文中提出Dolev-Yao刚性和Dolev-Yao相似性概念,运用密码协议的语法骨架提取与语义赋值技术,建立起一个能涵盖除具有适应性入侵能力之外的任何主动攻击者和大部分有实际意义的非自由消息代数的理论分析框架.该框架内所证明的协议安全性质具有复合一稳定性,即所证明的安全性质在协议与环境复合时仍然保持成立.文中针对strand一图模型这一具体情形证明了Canetti的UC-相似性概念与这里所建立的Dolev-Yao相似性概念之间接近充分必要程度的对偶关系,从而对融合UC-理论/strand-图模型这一情形具体证明了该分析框架具有相容性和完备性.最后,根据以上理论结果讨论了如何建立一种对应的新的协议分析方法.     

NS公钥协议新的分析方法

密码协议安全性的分析是当前网络安全研究领域的一个世界性难题。在函数式程序设计语言haskell中给出一种NS公钥协议的分析方法。在形式化建模时,以Dolev-Yao攻击者模型为前提假设,状态转移系统为框架,用语义编码的方式定义消息和事件,用事件的集合来描述协议的安全属性,并给出安全属性的检验策略。Haskell的惰性计算特性解决了对协议形式化分析的语义描述等关键问题,发现了NS协议的中间人攻击。     

基于类型的密码协议验证方法

探讨使用一组形式化的规则来验证密码协议安全属性的方法.这些规则基于传统的等级和信息流的思想,通过将其扩展后用来处理密码协议中的并发进程.通过这些规则可以向用户提供一种检测方法,该方法用于判断:如果协议通过了检测,则可以认为该协议没有泄漏任何秘密的消息.     

主动攻击下数字签名的计算可靠性

研究在密码协议仅使用数字签名原语时,主动攻击下符号形式化分析系统的计算可靠性。借鉴Micciancio-Warinschi方法,分别引入符号模型和计算模型中的协议运行状态集合,通过反证法证明符号模型中的迹与计算模型中的迹之间的对应关系,建立数字签名的计算可靠性,即如数字签名方案满足N-UNF,则符号模型所得到的结果在计算模型中也是正确的。基于该结论,可以构建具有计算可靠性的形式化分析系统。     

T-CBESD:一个构件化嵌入式软件设计模型验证工具

现代复杂嵌入式软件系统的高可靠性需要有效的基于模型的设计与分析技术.传统的嵌入式软件可靠性保障技术主要关注于系统开发后期.本文在Eclipse平台上设计并实现了一个基于接口自动机模型的构件化嵌入式软件设计的形式化验证原型工具T-CBESD(Tool for Component-Based Embedded Software Designs).工具直接使用UML顺序图模型作为系统规约,可以检验系统设计模型与场景式规约之间多种行为一致性问题;并使用消息事件的时间约束不等式,检验实时接口自动机网络与带时间约束的顺序图模型之间的实时行为一致性问题.工具设计与实现内容包括:输入输出接口、顺序图模型的预处理转换、状态空间数据结构设计、抽象验证算法的实现以及通信构件组合系统的实例应用分析.     

安全协议的串空间图表示

串空间是安全协议的一种形式化描述，串空间图是它的图示化表示．定义开丛为串空间图的构造单元，并在开丛集上定义前缀算子和组合算子．通过开丛之间的前缀和组合运算，给出了无穷并发运行安全协议串空间图的生成方法．定义了开丛互模拟以及串空间图之间的互模拟等价关系，并给出用于消除串空间图冗余结构的化简规则＋案例分析和与相关工作的比较表明，无冗余的串空间图为无穷并发运行安全协议的安全属性验证提供了一个有效的分析模型．     

The reactive simulatability (RSIM) framework for asynchronous systems

We define reactive simulatability for general asynchronous systems. Roughly, simulatability means that a real system implements an ideal system (specification) in a way that preserves security in a general cryptographic sense. Reactive means that the system can interact with its users multiple times, e.g., in many concurrent protocol runs or a multi-round game. In terms of distributed systems, reactive simulatability is a type of refinement that preserves particularly strong properties, in particular confidentiality. A core feature of reactive simulatability is composability, i.e., the real system can be plugged in instead of the ideal system within arbitrary larger systems; this is shown in follow-up papers, and so is the preservation of many classes of individual security properties from the ideal to the real systems.A large part of this paper defines a suitable system model. It is based on probabilistic IO automata (PIOA) with two main new features: One is generic distributed scheduling. Important special cases are realistic adversarial scheduling, procedure-call-type scheduling among colocated system parts, and special schedulers such as for fairness, also in combinations. The other is the definition of the reactive runtime via a realization by Turing machines such that notions like polynomial-time are composable. The simple complexity of the transition functions of the automata is not composable.As specializations of this model we define security-specific concepts, in particular a separation between honest users and adversaries and several trust models.The benefit of IO automata as the main model, instead of only interactive Turing machines as usual in cryptographic multi-party computation, is that many cryptographic systems can be specified with an ideal system consisting of only one simple, deterministic IO automaton without any cryptographic objects, as many follow-up papers show. This enables the use of classic formal methods and automatic proof tools for proving larger distributed protocols and systems that use these cryptographic systems.     

Cryptographic protocol security analysis based on bounded constructing algorithm

1 Introduction 1.1 Background Cryptographic protocols have been used to provide security services for many applications on the open communication environment. More and more cryptographic protocols will be designed to solve the increasing security requirem…     

TMN密码协议的SMV分析

密码协议安全性的分析是网络安全的一个难题，运用形式方法对密码协议进行分析一直是该领域的研究热点。运用模型检测工具SMV对TMN密码协议进行了形式分析。在建立一个有限状态系统模型和刻画TMN密码协议安全性质的基础上，使用SMV对TMN密码协议进行了安全分析。分析结果表明TMN密码协议存在一些未被发现的新攻击。     

基于事件逻辑的改进Needham-Schroeder协议安全性证明

安全协议是现代网络安全的基础,密码协议的安全性证明是一个挑战性的问题。事件逻辑是一种描述分布式系统中状态迁移的形式化方法,用于刻画安全协议的形式化描述,是定理证明的基础。用事件序语言、事件类和一个表示随机数、密钥、签名和密文的原子类,给出身份认证协议可以被形式化定义和强认证性证明理论。利用该理论对增加时间戳的Needham-Schroeder协议安全性进行证明,证明改进的Needham-Schroeder协议是安全的。此理论适用于类似复杂协议形式化分析与验证。     

一种基于问题求解理论的密码协议形式模型

提出了一种基于问题求解理论的密码协议模型，给出了模型的基本语法以及基于ρ演算的形式语义，明确了模型推理过程中涉及到的一些关键性的概念和命题。该模型具有以下特点：能够对密码协议进行精确的形式化描述；具有合理可靠的可证明语义；对密码协议安全性的定义精确合理；便于实现自动化推理。所有这些均确保了基于该模型的密码协议安全性分析的合理性和有效性，为正确的分析密码协议的安全性提供了可靠依据。     

密码协议验证中的Petri网方法

如何验证密码协议的安全性是一个复杂的问题,只有形式化的验证方法才能证明密码协议的绝对正确.利用Petri网给出了一种用于密码协议验证的形式化方法.在合理假设的基础上,区分合法用户与攻击者在执行协议时的前提条件,列出执行协议后的结果,在此基础上建立了攻击者的Petri网模型.最后,用这种方法对NSPK协议进行了验证,证明了最初的NSPK协议中存在一个安全问题,而改进的NSPK协议则消除了这个问题.证明了这种方法的有效性.     

Algebra model and security analysis for cryptographic protocols

With the rapid growth of the Internet and the World Wide Web a large number of cryptographic protocols have been deployed in distributed systems for various application requirements, and security problems of distributed systems have become very important issues. There are some natural problems: does the protocol have the right properties as dictated by the requirements of the system? Is it still secure that multiple secure cryptographic protocols are concurrently executed? How shall we analy…