協(xié)議安全測試?yán)碚摵头椒ǖ难芯?pdf

1、協(xié)議工程是一體化、形式化的協(xié)議開發(fā)過程，其研究內(nèi)容包含協(xié)議的形式化描述，協(xié)議驗證，協(xié)議實現(xiàn)和協(xié)議測試等。協(xié)議測試是協(xié)議工程中的一個重要內(nèi)容。 當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境日趨復(fù)雜，各種安全威脅事件層出不窮。作為計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的通信協(xié)議，也面臨著多種安全威脅。一些原來在封閉環(huán)境中使用的協(xié)議被逐漸用作公開協(xié)議，這也增加了協(xié)議的安全風(fēng)險。傳統(tǒng)的協(xié)議一致性測試是協(xié)議測試的基礎(chǔ)，其目的是檢查待測協(xié)議實現(xiàn)的行為與協(xié)議規(guī)范是否一致。但它作為一種傳統(tǒng)的功能性

2、測試，并不能完全保證協(xié)議實現(xiàn)的安全。因此協(xié)議安全測試正逐漸成為協(xié)議測試領(lǐng)域中的一個新熱點。 本文針對協(xié)議安全性測試進(jìn)行了研究，主要討論了協(xié)議攻擊測試以及基于構(gòu)造類別代數(shù)的安全變異測試兩個方面。在協(xié)議安全性的評價過程中，這兩個方面是相輔相成的。協(xié)議攻擊測試本質(zhì)上是一種針對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上運行的協(xié)議實現(xiàn)的滲透測試，是檢驗網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對己知協(xié)議攻擊的抵御能力的測試。而基于構(gòu)造類別代數(shù)的安全變異測試則通過針對協(xié)議的形式化描述設(shè)計變異算子，作用于一

3、致性公式集來產(chǎn)生安全測試?yán)栽噲D覆蓋未知的協(xié)議錯誤和安全漏洞。 本文的研究工作主要集中在以下幾個方面： 1)協(xié)議攻擊測試模型和方法本文對協(xié)議攻擊測試進(jìn)行了系統(tǒng)性、整體性的研究，對測試的每一階段都提出了解決方案。 首先提出了面向測試的協(xié)議攻擊描述模型，用于描述協(xié)議攻擊的原理、發(fā)生位置、影響、彼此關(guān)聯(lián)等多項屬性，作為后續(xù)執(zhí)行算法和安全性量化評價的基礎(chǔ)。 然后針對分布式協(xié)議攻擊測試框架實際部署中的測試者分布

4、問題，提出一個基于網(wǎng)絡(luò)路徑信息的測試者選擇算法，可以均衡測試流量和提高測試結(jié)果的可靠性。 考慮了攻擊測試?yán)g的序列相關(guān)性和因果關(guān)系的影響，提出基于攻擊測試?yán)P(guān)聯(lián)性的優(yōu)化測試執(zhí)行算法，通過動態(tài)執(zhí)行減少測試中的重復(fù)操作，提高測試效率。 最后提出了基于改進(jìn)的RBD and Criticality模型的安全性度量方法，根據(jù)協(xié)議攻擊測試的結(jié)果集合對被測設(shè)備進(jìn)行安全性量化評價。 2)基于構(gòu)造類別代數(shù)的安全變異測試方法傳統(tǒng)的

5、協(xié)議安全測試方法大多是單純地對協(xié)議PDUs進(jìn)行變異或隨機擾動，并不涉及協(xié)議形式化模型技術(shù)。針對這種情況，本文提出了基于構(gòu)造類別代數(shù)的安全變異測試方法。該方法兼顧了協(xié)議安全漏洞的總結(jié)和構(gòu)造類別代數(shù)的結(jié)構(gòu)特點，通過對基于構(gòu)造類別代數(shù)形式化描述得到的一致性測試公式集施加安全變異以產(chǎn)生安全測試?yán)Ｔ摲椒ň哂邪l(fā)現(xiàn)潛在安全問題的能力，并能充分利用一致性測試的中間成果，有利于安全測試過程和一致性測試過程的有機結(jié)合。 3)設(shè)計和實現(xiàn)了一個協(xié)議