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基于ATL的公平电子商务协议形式化分析

电子与信息学报 2007年第4期29卷 901-905页

作者：文静华李祥张焕国梁敏张梅贵州大学计算机软件与理论研究所贵阳550025 武汉大学计算机学院武汉430072 贵州财经学院信息学院贵阳550004

针对传统时序逻辑LTL,CTL及CTL*等把协议看成封闭系统进行分析的缺点,Kremer博士(2003)提出用一种基于博弈的ATL(Alternating-time Temporal Logic)方法分析公平电子商务协议并对几个典型的协议进行了公平性等方面的形式化分析。本文讨... 详细信息

针对传统时序逻辑LTL,CTL及CTL*等把协议看成封闭系统进行分析的缺点,Kremer博士(2003)提出用一种基于博弈的ATL(Alternating-time Temporal Logic)方法分析公平电子商务协议并对几个典型的协议进行了公平性等方面的形式化分析。本文讨论了ATL逻辑及其在电子商务协议形式化分析中的应用,进一步扩展了Kremer博士的方法,使之在考虑公平性等特性的同时能够分析协议的安全性。最后本文用新方法对Zhou等人(1999)提出的ZDB协议进行了严格的形式化分析,结果发现该协议在非保密通道下存在两个可能的攻击:保密信息泄露和重放攻击。

关键词：电子商务协议公平性安全性形式化分析 ATL

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一个切换认证的5G鉴权协议及其形式化分析

软件学报 2023年第8期34卷 3708-3725页

作者：刘逸冰周刚中国人民解放军信息工程大学数据与目标工程学院河南郑州450002

随着移动通信的发展,迎来了第5代移动通信技术(5G).5G认证与密钥协商(5G authentication and key agreement,5G-AKA)协议的提出主要是为了实现用户和服务网络的双向鉴权.然而,最近的研究认为其可能会遭受信息破译和消息重放攻击.同时,... 详细信息

随着移动通信的发展,迎来了第5代移动通信技术(5G).5G认证与密钥协商(5G authentication and key agreement,5G-AKA)协议的提出主要是为了实现用户和服务网络的双向鉴权.然而,最近的研究认为其可能会遭受信息破译和消息重放攻击.同时,发现当前5G-AKA的一些变种不能满足协议的无连接性.针对上述缺陷,提出一个改进方案:***-AKA由两个并行子协议组成,通过巧妙的模式切换使更加轻量的子协议(GUTI子模块)被频繁采用,而另一个子协议(SUPI子模块)则主要用于异常发生时的鉴权.依据这种机制,它不仅实现用户和归属网之间的高效认证,还能提升鉴权的稳定性.此外,变量的新鲜性也得到有效维持,可以防止消息的重放,而严格的加解密方式进一步提升协议的安全性.最后,对SM-AKA展开完整的评估,通过形式建模、攻击假定和Tamarin推导,证明该方案可以达到鉴权和隐私目标,而理论分析部分也论证了协议性能上的优势.

关键词： 5G鉴权认证协议形式化分析移动网络

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UML实时活动图的形式化分析

计算机学报 2004年第3期27卷 339-346页

作者：崔萌李宣东郑国梁南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210093 南京大学计算机科学与技术系南京210093

统一建模语言 (UML)自从成为OMG规范后 ,应用越来越广泛 .但UML没有精确的、形式化的语义阻碍了它的进一步发展 .该文基于Petri网 ,给出带时间约束的UML活动图的形式化描述 .与Petri网不同的是 ,Petri网的时间约束是在跃迁 (transition)... 详细信息

统一建模语言 (UML)自从成为OMG规范后 ,应用越来越广泛 .但UML没有精确的、形式化的语义阻碍了它的进一步发展 .该文基于Petri网 ,给出带时间约束的UML活动图的形式化描述 .与Petri网不同的是 ,Petri网的时间约束是在跃迁 (transition)上 ,而作者将UML活动图的时间约束放在活动状态上 .在此基础上 ,用整型时间的验证技术对实时活动图的时间性质加以分析 ,为实时系统的建模打下了基础 .

关键词： UML 统一建模语言 OMG规范面向对象活动图形式化分析

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TCM密钥迁移协议设计及形式化分析

软件学报 2015年第9期26卷 2396-2417页

作者：张倩颖冯登国赵世军中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室北京100190 首都师范大学信息工程学院北京100048

为增强TCM芯片间密钥的互操作性,TCM提供了密钥迁移相关命令接口,允许用户设计密钥迁移协议以实现芯片间密钥的共享.通常,TCM密钥迁移协议以目标TCM上的新父密钥作为迁移保护密钥.研究发现,该协议存在两个问题:对称密钥不能作为被迁移... 详细信息

为增强TCM芯片间密钥的互操作性,TCM提供了密钥迁移相关命令接口,允许用户设计密钥迁移协议以实现芯片间密钥的共享.通常,TCM密钥迁移协议以目标TCM上的新父密钥作为迁移保护密钥.研究发现,该协议存在两个问题:对称密钥不能作为被迁移密钥的新父密钥,违背了TCM的初始设计思想;缺少交互双方TCM的相互认证,导致源TCM的被迁移密钥可以被外部敌手获得,并且敌手可以将其控制的密钥迁移到目标TCM中.针对上述问题,提出两个新的密钥迁移协议:协议1遵循TCM目前的接口规范,以目标TCM的PEK(platform encryption key)作为迁移保护密钥,能够认证目标TCM,并允许对称密钥作为新父密钥;协议2简单改动了TCM接口,以源TCM和目标TCM进行SM2密钥协商,得到的会话密钥作为迁移保护密钥,解决了上述两个问题,并且获得了前向安全属性.最后,使用形式化分析方法对上述协议进行安全性分析,分析结果显示,协议满足正确性和预期的安全属性.

关键词：可信计算可信密码模块密钥迁移协议设计形式化分析

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基于SAT的安全协议惰性形式化分析方法

通信学报 2014年第11期35卷 117-125页

作者：顾纯祥王焕孝郑永辉辛丹刘楠解放军信息工程大学网络空间安全学院河南郑州450001 数学工程与先进计算国家重点实验室江苏无锡214125

提出了一种基于布尔可满足性问题的安全协议形式化分析方法 SAT-LMC,通过引入惰性分析的思想优化初始状态与转换规则,提高了安全性的检测效率。另一方面,通过在消息类型上定义偏序关系,SAT-LMC能够检测出更丰富的类型缺陷攻击。基于此... 详细信息

提出了一种基于布尔可满足性问题的安全协议形式化分析方法 SAT-LMC,通过引入惰性分析的思想优化初始状态与转换规则,提高了安全性的检测效率。另一方面,通过在消息类型上定义偏序关系,SAT-LMC能够检测出更丰富的类型缺陷攻击。基于此方法实现了一个安全协议分析工具,针对Otway-Rees协议检测出了一种类型缺陷攻击;针对OAuth2.0协议,检测结果显示对现实中存在的一些应用场景,存在一种利用授权码截取的中间人攻击。

关键词：安全协议形式化分析布尔可满足性惰性分析类型缺陷攻击

一种面向电子邮件的不可否认协议及其形式化分析

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计算机研究与发展 2006年第11期43卷 1914-1919页

作者：彭红艳李肖坚夏春和邓剑锋周小发广西师范大学网络中心桂林541004 北京航空航天大学计算机学院北京市网络技术重点实验室北京100083

不同应用环境下不可否认协议的目标是不同的,面向电子邮件的不可否认协议目标有:双方不可否认;公平;协议能抵御常见的篡改和重放攻击;减少对可信第三方的信赖程度,保证邮件机密性;尽可能减少协议交互次数.提出一种面向电子邮件的不可否... 详细信息

不同应用环境下不可否认协议的目标是不同的,面向电子邮件的不可否认协议目标有:双方不可否认;公平;协议能抵御常见的篡改和重放攻击;减少对可信第三方的信赖程度,保证邮件机密性;尽可能减少协议交互次数.提出一种面向电子邮件的不可否认协议,以解决已有协议存在的不公平、机密性保护不好和协议交互次数多的问题.形式化分析的结果表明,提出的协议能完成收发双方的不可否认以及不可否认协议所要达成的公平性和证据有效性.

关键词：不可否认协议形式化分析 SVO逻辑可信第三方

ETCS-2级列控系统RBC交接协议的形式化分析

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铁道学报 2009年第4期31卷 52-58页

作者：牛儒曹源唐涛北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044

RBC(无线闭塞中心)交接协议是影响ETCS-2级欧洲列车运行控制系统的控制精度、效率、可靠性和安全性的主要因素之一。对该协议的形式化分析可为我国CTCS-3级列车运行控制系统的规范制定和系统研发提供参考。随机Petri网语义清晰、语法严... 详细信息

RBC(无线闭塞中心)交接协议是影响ETCS-2级欧洲列车运行控制系统的控制精度、效率、可靠性和安全性的主要因素之一。对该协议的形式化分析可为我国CTCS-3级列车运行控制系统的规范制定和系统研发提供参考。随机Petri网语义清晰、语法严谨,并且具有良好的数学理论支撑,与仿真手段相比能够得出更加可信的定量分析结果。本文选择随机Petri网(SPN)这一形式化语言对RBC交接协议进行研究,综合信道突发降质、GSM-R小区切换、链路中断等故障因素,针对两种协议方案分别建立RBC交接失败概率模型,分析列车运行速度、RBC重叠范围对交接成功概率的影响。结果表明基于两个车载电台、切换时能同时与两个RBC通信的RBC交接协议能够更好地保证列车交接过程的安全性,对行车效率的影响比较小。

关键词： ETCS 形式化分析随机Petri网 RBC交接协议无线闭塞中心(RBC)

列车运行控制系统中安全通信协议的形式化分析

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铁道学报 2012年第7期34卷 70-76页

作者：陈黎洁单振宇唐涛北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044

安全通信协议是保证基于通信的列车运行控制系统中通信安全的主要因素,其性质和最终实现正确的形式化验证具有重要意义。本文将欧洲列车运行控制系统安全通信协议规范中的一些未强制规定的要求明确化,选择分层赋时有色Petri网(CPN)对修... 详细信息

安全通信协议是保证基于通信的列车运行控制系统中通信安全的主要因素,其性质和最终实现正确的形式化验证具有重要意义。本文将欧洲列车运行控制系统安全通信协议规范中的一些未强制规定的要求明确化,选择分层赋时有色Petri网(CPN)对修改后的安全通信协议进行研究,综合安全层、信道与应用层模型提出无线通信系统模型的分层结构,通过改变信道与应用层模型的参数,分析修改的安全通信协议中安全连接建立的时间特性。分析结果表明:信道丢包率为0.1、0.05、0.01的情况下,修改的安全通信协议安全连接建立时间特性是符合规范要求的。

关键词：安全通信协议 ETCS EURORADIO 有色Petri网形式化分析

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不可否认协议时限性的形式化分析

软件学报 2006年第7期17卷 1510-1516页

作者：黎波涛罗军舟东南大学计算机科学与工程系江苏南京210096

虽然SVO逻辑由于其简单性在对不可否认协议的形式化分析中得到了广泛的应用,但它在时间描述能力上的不足使得它无法分析不可否认协议的时限性.通过向SVO逻辑添加一种简单的时间表达和分析方法扩展了SVO逻辑,并使用扩展后的逻辑对Zhou和G... 详细信息

虽然SVO逻辑由于其简单性在对不可否认协议的形式化分析中得到了广泛的应用,但它在时间描述能力上的不足使得它无法分析不可否认协议的时限性.通过向SVO逻辑添加一种简单的时间表达和分析方法扩展了SVO逻辑,并使用扩展后的逻辑对Zhou和Gollmann于1996年提出的一个公平不可否认协议及其一个改进协议进行了分析.分析结果表明,原协议不具有时限性,而改进协议具有时限性,因此也说明了扩展后的新逻辑能够分析不可否认协议的时限性.另外,新逻辑还能用来分析一般密码协议中的时间相关性质.

关键词：不可否认时限性 SVO逻辑形式化分析