网络安全认证协议形式化分析

形式化方法是提高软件系统,特别是safety-critical系统的安全性与可靠性的重要手段。安全协议的形式化分析正成为国际上的研究热点。用于安全协议分析的逻辑需要对入侵者进行形式化建模,用于刻画入侵者能力。我们运用一种基于算法知识概念的逻辑分析安全协议,入侵者假定使用算法来计算其知识,入侵者的能力也通过对其所使用的算法作适当的限制来获得。运用模型检测器SPIN对TMN协议进行分析,实验结果证明了此方法的有效性,可方便地用于其他网络安全协议验证。     

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'。     

一种基于语义的安全协议形式化模型

在分析实际网络环境中安全协议的运行特点之后,提出了安全协议建模分析的两点基本假设.在此基础上,提出了一种基于语义的安全协议形式化模型,具体包括基于角色事件的协议静态描述模型和基于运行状态的协议动态执行模型,给出了模型的基本语法及形式语义,明确了模型推理过程中涉及到的一些关键性概念,并以简化的NSL协议为例进行了说明,为实现自动化验证打下了必要的基础.     

基于SPIN的协议分析验证研究

为了研究协议分析验证方法的有效性,论文利用协议分析验证工具SPIN对可靠传输协议中的GBN协议进行了分析验证,结果发现单纯依靠工具并不能保证协议的正确性,本文对如何确保协议的正确性进行了研究,提出了具体建议。     

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。     

基于SPIN的无线传感器网络安全协议建模与分析

模型检验方法在有线网安全协议的分析和设计方面取得了巨大成功。无线传感器网络对安全协议同样具有严格的要求;与有线网相比,无线传感器网络在通信环境和网络节点等方面都更为脆弱,为相应的安全协议的分析和设计提出了挑战。提出了一种适用于无线传感器网络的安全协议形式化建模分析方法。它充分借鉴了传统有线网络安全协议的建模方法,在其基础上充分考察了无线传感器网络的通信环境以及网络节点,建立起一个全面并且直观的安全协议运行模型。以A.Perrig等人提出的SPINS安全协议为例,应用模型检验工具SPIN对其认证性和机密性等安全需求进行了分析验证,发现了该协议存在的漏洞。实例分析证实了模型检验方法在分析无线传感器网络安全协议时的有效性,从而推进了其在安全协议分析方面的应用范围。     

基于结构化操作语义的安全协议分析框架研究

操作语义模型是一种用来分析安全协议的新模型,它以操作语义学为基础,结合了多种协议分析模型的优点,能直接分析多个协议的组合问题.本文在对安全协议操作语义模型进行研究的基础上,构建了一个基于结构化操作语义的安全协议分析框架,给出了该框架中的协议规格,协议运行,威胁模型和安全性质等形式化定义.最后,以经典的Needham Schroeder Lowe 协议为例,用该分析框架分析了其机密性和认证性.     

基于串空间模型安全协议形式化分析方法的研究

从串空间模型理论人手,提出了三种典型的串空间形式化方法(基于极小元理论的串空间方法、基于理想与诚实理论的串空间方法、基于认证测试理论的串空间方法),并对每一种方法的证明步骤及优缺点进行了分析.在此基础上,应用提出的串空间方法对Yahalom协议的秘密性和认证性进行了分析.分析结果表明利用不同方法的优点,能更好地保证安全协议形式化分析的准确性.     

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。     

典型安全协议形式化分析工具比较

介绍了当前安全协议分析领域的典型形式化工具,阐述了其基本原理和在协议描述、归约、验证方面的研究现状,对它们的优缺点进行了综合比较,提出了如何在已有条件下开发协议分析工具的观点。     

对几类重要网络安全协议形式模型的分析

该文根据建模基础的不同,对目前处在研究热点中的几个重要协议形式模型进行了分类分析．它们可以分为4类：基于知识演化系统的模型;基于规则推理系统的模型;基于代数演算系统的模型及基于计算复杂性理论的模型．对每类模型作者提出了相应的抽象特征体系,并在该体系下分析了有代表性的模型,指出了这些模型的优缺点及进一步改进的思路．抽象体系的提出不仅使模型的本质变得清晰,而且还使同类模型中的不同模型之间的联系变得易于理解;分析了不同类型模型之间可能存在的联系,特别是用基于规则推理的模型的思路改进了Woo—Lam模型,在提出B模型抽象结构的同时,分析指出它极有可能发展成为一个统一各类模型的模型．     

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．     

PROMELA语义引擎执行研究

模型检查工具SPIN的核心是PROMELA语言,对PROMELA语言执行方式的理解决定所描述系统模型的行为方式。该文从语义角度研究了PROMELA语义引擎问题。首先给出PROMELA语法的抽象对象模型形式化定义,然后给出一个算法来实现PROMELA语法到抽象对象模型的映射,描述了PROMELA指称语义。     

基于SPIN的系统建模研究

模型检测由于其自动化程度高,是形式化验证领域最受欢迎的验证方式之一。要使用模型检测器,首先要对要验证的系统进行建模。本文阐述模型检测技术的基本原理,并采用SPIN模型检测器对Promela建模进行研究。最后给出一个简单的公交车运行模型,并对实验结果进行分析。     

密码协议的Promela语言建模及分析

给出了利用SPIN模型检测分析密码协议的一般方法。作为一个实例,对Needham Schroeder 公钥密码协议用Promela语言建模,并利用SPIN进行了分析验证,发现了其安全漏洞。该方法很容易推广到有多个主体参与的密码协议的分析     

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。     

时间Petri网弱语义模型的形式化分析

时间Petri网存在强语义和弱语义两种模型,弱语义模型更适合建模和分析外部环境触发的冲突选择问题,但其形式语义和可达性分析方面的研究,却很少有人问津。利用带标号的变迁系统定义时间Petri网弱语义模型的形式语义,采用时间戳状态类方法分析它的可达性,并证明了可达性问题的可判性和状态类时间戳的全局时间性质。     

交叉树:一种用于安全协议分析的数据结构

提出用一种特殊的数据结构交叉树来描述安全协议中的消息。交叉树有一些交叉结点，拥有交叉结点的几棵交叉树形成交叉森林。一棵交叉树唯一对应于一个消息，一个交叉森林表示那些在协议执行过程中采用相同机制发送或接收的消息。一个或几个消息中相同的原子消息在交叉树或交叉森林中用交叉结点来表示，这样易于保证原子消息的一致性，以及公钥和它所有者之间的一致性。另外，交叉树还可用于为消息模板建立可接受消息，这时于建立在模型检验基础上的安全协议分析是非常必要的。