关键词:
安全协议
形式化方法
事件逻辑
秘密性
摘要:
安全协议是现代网络通信的基础,证明协议的安全性问题是当今研究热点之一。认证性和秘密性是安全协议的两大基本安全属性,在错综复杂的网络环境中,如果安全协议的安全属性没有得到严格的证明,存在于网络通信中的风险将无法预估。目前,对安全协议进行分析与验证最强有力的手段是形式化方法。事件逻辑理论(Logic of Events Theory,LoET)是一种通过定义事件结构对安全协议安全属性进行证明的形式化方法,其中包含事件系统、公理系统、谓词公式和协议的形式化描述。利用事件逻辑理论对安全协议进行分析,只需对定义在协议诚实主体上的事件进行推理即可,入侵者事件不会对推理结果产生影响。本文在事件逻辑理论的基础上,对谓词公式进行定义,结合定义给出一套推理规则,构建事件逻辑秘密性证明系统,并运用扩充后的事件逻辑对两种不同类型协议的安全属性进行证明,使事件逻辑理论应用范围扩大,能对安全协议的秘密性进行证明。本文的主要工作和创新点如下:1.扩充事件逻辑理论谓词公式。在现有事件逻辑理论的基础上,扩充谓词公式来刻画协议主体状态。扩充谓词Has用以刻画主体拥有原子项,并给出相应的定义,为后续事件逻辑秘密性规约奠定基础;扩充谓词Fresh和FirstSend以刻画数据项的新鲜性以及发送事件的首发性,并给出相应的推理规则,增强事件逻辑理论的事件排序能力,降低协议分析过程中的复杂度,使得协议安全属性证明更加简洁。2.在事件逻辑理论中引入迹τ(e1,e2,...,en)的概念,并给出相应的定义。基于迹引入入侵者刻画,利用数学归纳法证明在事件逻辑秘密性证明系统中,证明协议秘密性只需证明协议中诚实的发起者和响应者发送的消息是安全的,而不需要对入侵者可能的攻击行为进行显示推理。3.构建事件逻辑秘密性证明系统。在事件逻辑原有理论基础上,扩充秘密性证明系统,扩充内容包括定义GoodMsg用来刻画Data类消息的安全性;定义GoodSend用来刻画Send事件的安全性,并由GoodSend推广至整个网络得到GoodNet;引入KeyHonest和SecHonest的概念刻画诚实主体的属性;并由以上定义构造一系列推理规则;基于事件逻辑理论给出了秘密性通用的形式化规约公式,使得证明目标更加明确,增强事件逻辑理论的通用性,扩大事件逻辑理论的适用范围。