[发明专利]安全交换协议模型检测方法

说明书

本发明公开了一种安全交换协议模型检测方法，该方法的步骤包括：1)构建安全交换协议模型；2)构建安全属性模型；3)构建攻击者模型；4)状态约简以及模型检测。与现有技术相比，本发明通过对安全交换协议以及其公平性和不可否认性进行建模，可以验证协议的安全属性，通过引入适合于公平性和不可否认性验证的攻击者模型，提高了验证的效果，并且实现了状态约简，解决状态爆炸问题，最终实现模型检测系统，方便使用。

技术领域

本发明涉及移动安全领域，特别是涉及一种软件静态检测和动态检测相结合的混合检测技术，以攻击树为基础可以检测出恶意软件。

背景技术

随着计算机技术和网络技术的发展，电子商务已经渗透到日常生活和工作的各方面，比如电子政务、个人在线购物、企业电子商务、合同签署和电子拍卖等。但是互联网安全问题随着网络技术的发展愈发严重，并进一步影响了电子商务的发展。作为电子商务的基石，安全交换协议安全性、公平性等问题的重要性日益凸显，已经成为安全研究领域的一个热点。根据协议的不同用途，公平交换协议可以分为电子邮件认证协议、电子购物协议、电子合同签署协议等。

安全交换协议分析的主要目的是检测协议是否满足安全性、公平性、及不可否认性等必要性质。其中公平性保证在协议结束时，或者每个协议参与者都获得了自己所期望的消息，或者没有参与者获得自己所期望的信息。不可否认性分为发送方非否认性和接收方非否认性，主要用于为协议参与者提供对方行为证据。

通过借助形式化的方法对协议的安全性质进行验证是一种有效的方式。近年来安全协议形式化验证的研究已经越来越多，主要研究的方法有基于逻辑推理的方法、基于定理证明的方法、串空间方法以及模型检测方法等，并且已经开发了许多自动化的安全协议验证工具，例如Athena，ProVerif，Murphi，以及AVISPA等，这些工具对于安全协议秘密性与认证性的验证具有较好的效果，但是对于公平性和不可否认性则有具有一定的局限性，例如无法对密码原语建模、无法引入攻击者模型或者攻击者模型不适用于一些安全属性的验证等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的问题，本发明提出了一种安全交换协议模型检测方法，以安全交换协议作为研究对象，通过对协议进行建模，从而进行对协议的公平性和不可否认性进行验证，最终实现模型检测自动化工具。

本发明提出一种安全交换协议模型检测方法，该方法包含以下步骤：

步骤一、使用Proverif建模语言Pi演算为基础，所述Pi演算扩展了选择算子，用于对安全交换协议进行形式化描述，构建安全交换协议模型；

步骤二、使用LTL线性时序逻辑对协议参与者的公平性和不可否认性进行描述，构建安全属性模型，并转换为自动机；

步骤三、基于Dolev-Yao攻击者模型、弹性信道RCC和协议内部不诚实参与者行为对攻击者行为来构建攻击者模型，包含了协议攻击者恶意行为以及主体恶意行为，使之更匹配安全交换协议公平性和非否认性验证；运用验证工具FDR2对协议模型进行自动化验证，从而发现协议的缺陷；

步骤四、使用经典的SCC搜索算法Tarjan算法实现攻击路径的查找，使用一边生成状态空间，一边进行攻击路径检测的On-The-Fly思想，在搜索到第一个攻击路径时，即停止状态空间的生成和攻击路径的检测；采用Move-One-Step方法进行模型检测；依据相应的状态压缩规则如减去系统不可达状态、合并本质相同的状态，避免重复验证本质上相同的路径；

步骤五、进行基于Pi演算和LTL的验证安全交换协议公平性与非否认性的可视化验证。

与现有技术相比，本发明通过对安全交换协议以及其公平性和不可否认性进行建模，可以验证协议的安全属性，通过引入适合于公平性和不可否认性验证的攻击者模型，提高了验证的效果，并且实现了状态约简，解决状态爆炸问题，最终实现模型检测系统，方便使用。有益效果有：