计算机网络与信息安全课件-第6章 实用安全协议

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1、第六章实用安全协议6.1国内外安全协议理论与技术研究现状及发展趋势安全协议的研究主要包括两方面内容，即安全协议的安全性分析方法研究和各种实用安全协议的设计与分析研究。安全协议的安全性分析方法主要有两类，一类是攻击检验方法，一类是形式化分析方法，其中安全协议的形式化分析方法是安全协议研究中最关键的研究问题之一，它的研究始于80年代初，目前正处于百花齐放，充满活力的状态之中。许多一流大学和公司的介入，使这一领域成为研究热点。随着各种有效方法及思想的不断涌现，这一领域在理论上正在走向成熟。目前，在这一

2、领域中比较活跃的群体包括：以Meadows及Syverson为代表的美国空军研究实验室；以Lowe为代表的英国Leicester学院；以Schneider为代表的英国London学院；以Roscoe为代表的英国Oxford学院；以Millen为代表的美国CarnegieMellon学院；以Stoller为代表的美国Indiana大学；以Thayer、Herzon及Guttman为代表的美国MITRE公司；以Bolignano为代表的美国IBM公司；以J.Mitchell及M.Mitchell为代

3、表的美国Stanford大学；以Stubblebine为代表的美国AT&T实验室；以Paulson为代表的英国Cambridge学院；以Abadi为代表的美国数据设备公司系统研究中心等等。除了这些群体外，许多较有实力的计算机科学系及公司都有专业人员从事这一领域的研究。从大的方面讲，在协议形式化分析方面比较成功的研究思路可以分为三种：第一种思路是基于推理知识和信念的模态逻辑；第二种思路是基于状态搜索工具和定理证明技术；第三种思路是基于新的协议模型发展证明正确性理论。沿着第一种思路，Brackin推

4、广了GNY逻辑并给出了该逻辑的高阶逻辑(HOL)理论，之后利用HOL理论自动证明在该系统内与安全相关的命题；Kindred则提出安全协议的理论生成，解决更广的问题：给定一个逻辑和协议，生成协议的整个理论的有限表示。尽管也有人提出不同的认证逻辑来检查不同的攻击，但是与前两项工作相比是不重要的。第二种思路是近几年研究的焦点，大量一般目的的形式化方法被用于这一领域，取得了大量成果，突出的成果有：Lowe使用进程代数CSP发现了Needham-Schroeder公钥协议的十七年未发现的漏洞；Schnei

5、der用进程代数CSP归范了大量的安全性质；基于进程代数CSP，Lowe和Roscoe分别发展了不同的理论和方法把大系统中协议安全性质的研究约化为小系统中协议安全性质的研究；Abadi及Gordon发展推演密码协议的Spi演算，J.Mitchell等把Spi演算与他们发展的工具Murφ结合，有可能把MIT群体的基于算法复杂性的协议安全理论与进程代数有机结合；Meadows及Syverson发展协议分析仪的工作是重要的；Bolignano使用Coq来分析大协议取得实效。总之，第二种思路至今仍是热点

6、。第三种思路是推广或完善协议模型，根据该模型提出有效的分析理论。在这方面Thayer、Herzon及Guttman提出的StrandSpace理论是一个相当简洁、优美的理论，它把以往使用过的许多思想及技术合理融为一体。Paulson的归纳方法也是有力的，而Schneider基于CSP的理论分析体系已引发许多工作。正如Meadows所说：这一领域已出现了统一的信号，标明了该领域正走向成熟。但该领域还有许多工作需要完成，主要包括：如何把分析小系统协议的思想与方法扩充到大系统协议；如何扩充现已较成熟的

7、理论或方法去研究更多的安全性质，使同一系统中安全性质在统一的框架下进行验证，而不是同一系统中不同安全性质采用不同系统进行验证，只有这样才能保证不会顾此失彼。目前，已经提出了大量的实用安全协议，有代表的有：电子商务协议，IPSec协议，TLS协议，简单网络管理协议（SNMP），PGP协议，PEM协议，S-HTTP协议，S/MIME协议等。实用安全协议的安全性分析特别是电子商务协议，IPSec协议，TLS协议是当前协议研究中的另一个热点。典型的电子商务协议有SET协议，iKP协议等。另外，值得注意的

8、是Kailar逻辑，它是目前分析电子商务协议的最有效的一种形式化方法。为了实现安全IP，Internet工程任务组IETF于1994年开始了一项IP安全工程，专门成立了IP安全协议工作组IPSEC，来制定和推动一套称为IPSec的IP安全协议标准。其目标就是把安全集成到IP层，以便对Internet的安全业务提供底层的支持。IETF于1995年8月公布了一系列关于IPSec的建议标准。IPSec适用于IPv4和下一代IP协议IPv6，并且是IPv6自身必备的安全机制。但由于IPSec还比较新，正