安全協(xié)議中的互模擬等價(jià)性驗(yàn)證.pdf

1、隨著信息服務(wù)和商業(yè)活動(dòng)等越來(lái)越多地出現(xiàn)在開(kāi)放的通訊網(wǎng)絡(luò)上，用以保證上述服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議的可靠性成為備受人們關(guān)注的焦點(diǎn)。然而，由于外部面臨惡劣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和內(nèi)部缺乏系統(tǒng)化設(shè)計(jì)驗(yàn)證方法，網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議變得非常脆弱和容易出錯(cuò)。 形式化的方法為驗(yàn)證和分析安全協(xié)議提供了有效的途徑。它用形式化的語(yǔ)言抽象出復(fù)雜的密文通訊協(xié)議，并借助于高級(jí)的推理或證明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)議的分析驗(yàn)證。建立在進(jìn)程演算基礎(chǔ)之上的互模擬等價(jià)性驗(yàn)證的方法，由于具有能確切地刻畫(huà)協(xié)議

2、運(yùn)行的代數(shù)語(yǔ)義模型(Spi演算)和十分有效的等價(jià)性驗(yàn)證方法而成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。然后，Spi演算模型中還存在某些不足，更重要的是基于原有的互模擬關(guān)系的方法僅限于人工完成，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)驗(yàn)證。 我們的工作是針對(duì)上述不足之處展開(kāi)的，目標(biāo)是擴(kuò)充Spi演算語(yǔ)言，在此基礎(chǔ)上建立新型的互模擬等價(jià)關(guān)系，并實(shí)現(xiàn)該關(guān)系的自動(dòng)證明，從而設(shè)計(jì)出安全協(xié)議互模擬等價(jià)性自動(dòng)驗(yàn)證工具。主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新之處在于以下三點(diǎn)： 1)擴(kuò)充Spi演算語(yǔ)言，為密

3、文通訊協(xié)議建立了新型Spi演算模型。擴(kuò)充Spi演算語(yǔ)法，建立了公鑰密碼操作原語(yǔ)，使之能表示所有密鑰體制的安全協(xié)議；修改了Spi演算中并發(fā)語(yǔ)義，限制了原先通道可以傳遞的機(jī)制，使之能描述協(xié)議中通訊主體跟其環(huán)境直接交互，從而可以更確切地刻畫(huà)現(xiàn)實(shí)中的安全協(xié)議； 2)在新Spi演算里設(shè)計(jì)了符號(hào)操作語(yǔ)義和符號(hào)互模擬。我們的符號(hào)操作語(yǔ)義使輸入進(jìn)程僅接收環(huán)境中有意義的帶符號(hào)的消息項(xiàng)，這樣就很好地解決了輸入進(jìn)程可能產(chǎn)生的無(wú)窮分支問(wèn)題。定義的符號(hào)R