安全協(xié)議重構(gòu)元生成及重構(gòu)技術(shù)研究.pdf

1、安全協(xié)議是安全機(jī)制實(shí)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于傳統(tǒng)的靜態(tài)安全協(xié)議功能單一、靈活性差、可復(fù)用率低、冗余大，難以滿足不斷變化的安全需求。故根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行安全協(xié)議重構(gòu)是保障安全系統(tǒng)快速響應(yīng)不可預(yù)料突發(fā)事件的有效手段。然而現(xiàn)有的相關(guān)研究尚處于起步階段，協(xié)議重構(gòu)面臨著協(xié)議多樣化而導(dǎo)致的重構(gòu)元提取難、協(xié)議重構(gòu)流描述復(fù)雜與動(dòng)態(tài)重構(gòu)中狀態(tài)不一致的的問題，給安全協(xié)議重構(gòu)技術(shù)的研究帶來了新挑戰(zhàn)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴提出了多維提取與聚類優(yōu)化相結(jié)合的安

2、全協(xié)議重構(gòu)元生成方法，解決了因安全協(xié)議種類繁多、處理復(fù)雜造成的重構(gòu)元生成難的問題。首先設(shè)計(jì)了基于聚類優(yōu)化的安全協(xié)議重構(gòu)元生成框架，定義了重構(gòu)元、初始標(biāo)識(shí)，建立了重構(gòu)元庫；其次，在充分分析安全協(xié)議數(shù)據(jù)流與控制流的基礎(chǔ)上，從典型安全協(xié)議的協(xié)商、數(shù)據(jù)處理、算法、控制、專用等多維度提取重構(gòu)元；然后針對(duì)重構(gòu)元庫建立過程中存在冗余重構(gòu)元、候選集規(guī)模過大，而影響重構(gòu)時(shí)查詢與索引效率的問題，定義了子類與子類層數(shù)，提出了基于語義分析的重構(gòu)元聚類優(yōu)化算法。

3、該算法通過子類層數(shù)對(duì)重構(gòu)元進(jìn)行預(yù)分集，再結(jié)合SVD降維及改進(jìn)的K-Mean算法對(duì)重構(gòu)元進(jìn)行聚類處理，達(dá)到了較好的聚類效果，實(shí)現(xiàn)了重構(gòu)元庫中重構(gòu)元的合理歸類。⑵提出了基于索引狀態(tài)機(jī)的安全協(xié)議重構(gòu)流描述與映射算法，解決了協(xié)議重構(gòu)流設(shè)計(jì)過程中對(duì)復(fù)雜重構(gòu)流的正確建模難與映射性能不高的問題。通過狀態(tài)結(jié)構(gòu)、控制結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)等三方面研究了索引狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)；提出了基于索引狀態(tài)機(jī)的協(xié)議重構(gòu)流建立與描述方法；并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了安全協(xié)議重構(gòu)流中重構(gòu)元的

4、映射算法，在兼顧協(xié)議功能完整、減少系統(tǒng)重構(gòu)資源與滿足調(diào)度約束的原則下，提出了基于改進(jìn)啟發(fā)式算法的功能映射算法與基于改進(jìn)蟻群算法的路徑映射算法，實(shí)驗(yàn)表明，通過本文提出的映射算法確實(shí)能找到最優(yōu)解，驗(yàn)證了映射算法的有效性。⑶提出了面向狀態(tài)一致性保持的安全協(xié)議動(dòng)態(tài)重構(gòu)方法，解決了動(dòng)態(tài)重構(gòu)實(shí)施復(fù)雜、缺少統(tǒng)一的運(yùn)行機(jī)制和對(duì)狀態(tài)一致性驗(yàn)證不足的問題。首先設(shè)計(jì)了基于連接共享池的動(dòng)態(tài)重構(gòu)模型，引入了連接子與交互共享池，并對(duì)模型中的相關(guān)元素進(jìn)行了定義，提出

5、動(dòng)態(tài)重構(gòu)實(shí)施方法；然后利用pi演算對(duì)重構(gòu)過程中重構(gòu)元、狀態(tài)一致性定義及一致性保證規(guī)則進(jìn)行形式化描述；最后提出了狀態(tài)一致性驗(yàn)證算法，運(yùn)用一致性保證規(guī)則來判定重構(gòu)狀態(tài)，并通過對(duì)實(shí)例進(jìn)行狀態(tài)分析說明算法有效性。⑷設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于GReP通用可重構(gòu)處理器的面向算法的安全協(xié)議重構(gòu)元。首先通過熱點(diǎn)、頻度分析提取密碼重構(gòu)元，其次采用基于語義分析的聚類優(yōu)化算法對(duì)重構(gòu)元進(jìn)行聚類分析，提出了對(duì)密碼算法性能影響大、復(fù)用性好且具有可重構(gòu)特性的密碼重構(gòu)元；然后對(duì)