认证测试方法在安全协议分析中的应用

系统研究了认证测试方法的应用原理，并将该方法应用于包含两方主体的Needham -Schroeder和包含三方主体的Woo—Lam认证协议的分析。最后通过比较认证测试方法和BAN逻辑在安全协议分析的应用说明了认证测试方法具有分析过程简捷、形式化描述规范的优点。     

串空间和认证测试在协议分析中的应用

串空间模型是一种新兴的密码协议形式化分析工具.分别采用串空间模型争认证测试这两种前沿的形式化分析方法对X.509协议的认证性进行了分析,指出了该协议在认证正确性方面存在的缺陷.然后针对分析结论提出了改进协议,并使用认证测试方法证明了改进的协议能够实现认证的正确性.通过比较发现应用认证测试方法分析安全协议,比单纯应用串空间模型更为简洁和直观.     

一种基于签密的改进IKEv2协议*

针对IKEv2协议存在的对通信实体的身份保护不足和系统开销大等问题,提出了一种安全高效的改进的IKEv2协议.新协议采用了基于签密的可认证密钥协商来代替D-H密钥交换,在交换秘密信息的同时实现了对协议的发起者与响应者之间的双向认证;并且协议的响应者先主动证明自己的身份,确保了对发起者进行主动身份保护.基于认证测试方法对该协议进行形式化分析表明:新协议具有很好的秘密性和双向认证性;同时,该协议只需三条消息,具有简单、高效的特点.     

认证测试方法对TLS协议的分析及其应用

TLS(传输层安全)协议被广泛用来保证Web的安全,为了分析其安全性,用串空间模型对其进行形式化描述,并用认证测试方法分别对客户端和服务器端的认证性进行分析,证明协议存在中间人攻击,通过修改认证测试方法的测试元素对协议形式进行改进,并证明改进后协议的正确性.     

认证测试对分析重放攻击的缺陷

分析了重放攻击的内因和阻止重放攻击的对策,使用认证测试方法分析了一个更改了的安全协议,分析得出该协议是正确的,但是通过认证测试的前提假设的分析得出该协议存在重放攻击;另外可以通过认证测试方法的缺陷来定位协议的重放攻击。     

基于改进语义SVO逻辑的二维认证协议分析

一种基于二维几何距离的实体认证协议无需在非安全信道当中传送密钥,使得认证的过程更加安全与便捷,然而该协议的正确性与安全性并未得到严格论证。考虑该实体认证协议的特点,采用改进语义的SVO逻辑对其进行合理性描述,并对其运行过程进行形式化的具体分析,发现该协议在认证过程中存在着双方认证不确定的缺陷。针对此缺陷提出了一种修正方案,以确保认证协议的正确性,并且通过改进语义SVO逻辑的形式化分析证明了该改进认证协议的安全性。     

认证测试方法的改进及应用

基于串空间模型的认证测试方法被证明是一种分析认证协议的有效工具,为了使之适用于类型更多、规模更大的安全协议,并提高其在协议的认证性、可达性、机密性、非否认性、会话密钥的新鲜性及主体间的关联度上的分析能力,对原有的认证测试方法进行改进,充分利用消息格式,细化分析步骤,增添相关符号以分析复杂协议的更多安全特性。利用该方法能缩减模型检测自动化工具的搜索范围,在解决空间爆炸问题的同时有效地找到多方协议的具体攻击路径,而且它对安全协议的设计和验证也具有一定的指导作用。     

认证测试方法的改进及应用

基于串空间模型的认证测试方法被证明是一种分析认证协议的有效工具,为了使之适用于类型更多、规模更大的安全协议,并提高其在协议的认证性、可达性、机密性、非否认性、会话密钥的新鲜性及主体间的关联度上的分析能力,对原有的认证测试方法进行改进,充分利用消息格式,细化分析步骤,增添相关符号以分析复杂协议的更多安全特性。利用该方法能缩减模型检测自动化工具的搜索范围,在解决空间爆炸问题的同时有效地找到多方协议的具体攻击路径,而且它对安全协议的设计和验证也具有一定的指导作用。     

认证测试方法对X.509认证协议的分析

采用认证测试方法对X.509协议的认证正确性进行了分析,该方法比BAN逻辑分析得到的结论更具体,比传统串空间理论构造集合寻找M-minimal元素的方法更为简单直观。然后针对分析结论提出了改进协议,并使用认证测试方法证明了改进协议在保持数据保密性完整性的同时,也能实现认证的正确性。     

不同密码体制下挑战-应答协议的分析

挑战-应答协议只有满足特定的安全条件才能保证实现其认证目标,用串空间模型对满足约束条件的协议形式进行建模,分别在对称和非对称密码两种密码体制下用认证测试方法对双方的互认证性进行形式化地分析,找出协议的漏洞及其形成的原因.凭借测试元素进一步完善不同密码体制下挑战-应答协议的约束条件,以保证其实现互认证的要求,并为设计更复杂的认证协议提供依据.同时也从另一角度证明了基于串空间模型的认证测试方法在协议的形式化分析领域的重要价值.     

基于认证测试方法的EAP-AKA协议分析

EAP-AKA(Extensible Authentication Protocol-Authentication and Key Agreement)是WLAN的认证和密钥分配协议;认证测试是一种以串空间理论为基础的安全协议分析验证方法。运用认证测试方法对EAP-AKA协议的双向身份认证过程进行了分析证明,结果说明EAP-AKA能够保证移动终端和认证服务器之间的双向认证。     

Study on Strand Space Model Theory

The growing interest in the application of formal methods of cryptographic pro-tocol analysis has led to the development of a number of different ways for analyzing protocol. In this paper, it is strictly proved that if for any strand, there exists at least one bundle containing it, then an entity authentication protocol is secure in strand space model (SSM) with some small extensions. Unfortunately, the results of attack scenario demonstrate that this protocol and the Yahalom protocol and its modification are de facto insecure. By analyzing the reasons of failure of formal inference in strand space model, some deficiencies in original SSM are pointed out. In orderto break through these limitations of analytic capability of SSM, the generalized strand space model(GSSM) induced by some protocol is proposed. In this model, some new classes of strands, oracle strands, high order oracle strands etc., are developed, and some notions are formalized strictly in GSSM, such as protocol attacks, valid protocol run and successful protocol run. GSSM can then be used to further analyze the entity authentication protocol. This analysis sheds light on why this protocol would be vulnerable while it illustrates that GSSM not only can prove security protocol correct, but also can be efficiently used to construct protocol attacks. It is also pointed out that using other protocol to attack some given protocol is essentially the same as the case of using the most of protocol itself.     

一种分析和设计认证协议的新逻辑

提出一种分析和设计认证协议的新逻辑,可以用来分析认证协议和设计认证协议。通过运用该逻辑,使认证协议的设计和分析可以在同一种逻辑中进行,也消除了用不同的方法来设计和分析认证协议的不一致性。在分析协议时,先用逻辑对协议进行形式化,再用推理规则对协议进行推理。如果不能推理出协议的最终目标,说明协议存在缺陷或者漏洞。在设计协议时,通过运用合成规则使协议设计者可用一种系统化的方法来构造满足需要的协议。用该逻辑对Needham-Schroeder私钥协议进行了分析,指出该协议不能满足协议目标,并重新设计了该协议。     

基于可信计算平台的接入认证模型和OIAP授权协议的研究与应用

在参考现有认证技术的基础上,提出了一种基于可信计算平台的可信接入认证模型.利用此模型可以及时发现待接入设备是否是安全可信,然后进行正确处理.在确定接入的设备是安全可信后,考虑到下一步此设备需要使用认证授权协议OIAP向服务资源发出申请,但是OIAP协议本身存在基于口令机制的缺陷,为此本文还提出增强OIAP协议安全性的方法.在＂八六三＂项目＂可信计算系统平台＂中的实际应用证明上述的模型和方法的有效性,并展现了其良好的应用前景.     

EAP-MD5协议的安全性分析与改进

安全协议的验证对确保网络通信安全极其重要,形式化分析方法使得安全协议的分析简单、规范和实用,成为信息安全领域的研究热点。针对802.1x/EAP-MD5认证协议,提出一种基于着色Petri网(CPN)的安全协议形式化验证方法,并给出具体的形式化分析过程。建立协议的CPN模型,分析协议执行过程中可能出现的不安全状态,利用CPN状态可达性判定这些不安全状态是否可达,从而验证协议的安全性。对于802.1x/EAP-MD5协议在中间人攻击下的安全漏洞问题,提出协议的改进方案,采用预共享密钥机制生成会话密钥加密交互信息,同时运用数字证书对服务器进行认证,以提升中间人攻击的难度及增强网络接入认证协议的安全性。     

应用系统中身份认证建模及推理方法

逻辑推理是对身份认证进行形式化研究的重要手段,但现有研究成果主要集中在认证机制、认证协议等单个方面,并不考虑应用环境,通过引入身份认证域,对应用系统中身份认证进行形式化描述;在此基础上,提出一种基于谓词的身份认证建模及推理方法,包括7种谓词、8个推理规则和一种4步骤推理方法等,并对基于静态口令、动态口令和数字证书的身份认证模型进行实例分析.     

电子商务协议的串空间分析

电子商务协议常常具有复杂结构,协议可能由多个子协议组合而成.因此,电子商务协议的安全分析较认证协议更为复杂.传统的信念逻辑不适宜分析电子商务协议.Kailar逻辑适宜分析电子商务协议的可追究性,但不适宜分析协议的公平性.本文介绍并扩展了串空间逻辑,分析了ISI支付协议的串,并证明其不满足公平性.还提出一种新的串节点路径法,用以分析了ASW协议,该协议系由多个子协议组成的分支结构协议,通过串空间分析证明了该协议的公平性.通过对两个协议的分析,分别提供了对电子商务在线交易协议和离线交易协议的形式化分析方法.     

面向智能家居的轻量型互认证协议

针对现有智能家居远程控制互认证协议不能兼顾效率与安全性的现状,提出一个面向智能家居的轻量型互认证协议,实现用户、网关与测控节点间的相互认证及密钥协商.协议基于USBkey和用户口令,采用挑战/应答机制,仅利用伪随机数及异或与哈希运算;在认证与协商阶段,通过单向哈希当前会话密钥获得可变共享密钥参与下一次认证,实现认证协议的一次一密,这种方法有助于提高协议的安全性及运行效率.最后,对比分析结果表明:本文协议有更高的安全性,且通过降低网关和节点的计算量、通信量及能源消耗,避免无线传感网的时间戳机制,实现了轻量型目标.     

一种无线局域网漫游接入认证

在无线mesh网络中,用户对快速漫游切换需求愈发突出,但现有的IEEE802.1s WLan Mesh认证协议并未对此进行定义,且初始接入认证过程中,信息交换次数较多,时延较高。在现有协议基础上提出了采用基于签名的身份认证方式,将认证转移到用户和路由节点之间,并且将用户向服务器注册与用户对路由节点认证过程并发执行,减少了认证的时延。分析结果表明,接入认证方式总体性能优于现有网络标准。     

无线传感器网络节点间认证及密钥协商协议

无线传感器网络的特性使它面临着比传统无线网络更大的安全挑战,其安全解决方案必须兼顾安全性和系统性能等因素。节点间认证及密钥协商是构建安全网络最基本的协议,是密钥管理协议和安全路由协议等的实现基础。很明显,包括传统Adhoc在内的各种无线网络领域中的安全认证及密钥协商机制都无法适用于无线传感器网络。为此,在充分考虑无线网络攻击方法和无线传感器网络自身特点的基础上,结合基于ID的公钥密码技术,提出了椭圆曲线双线性对上的无线传感器网络节点安全认证及密钥协商协议。分析发现,该协议不仅满足安全性要求,同时,能够适合无线传感器网络的特殊应用要求。