一类基于身份的非交互式移动代理认证协议的研究与实现

论文摘要

随着网络技术的发展,网络应用已经日益渗透到人们生活的方方面面,但网络给人们带来巨大便利的同时也带来了一些潜伏的不安全因素。如何从作为通信基础协议的角度实现安全是一个重要而基本的研究课题,在安全性要求较高的移动代理系统中更显得尤为重要。移动代理系统的一个重要安全问题就是如何防止恶意的移动代理（Mobile Agent,简称MA）攻击。目前的移动代理系统均使用以证书为基础的公钥密码系统来解决相关的安全认证问题。但基于公钥加密的身份认证协议都需要使用身份证书作为身份的证明,而身份证书的维护却是一件非常复杂且烦琐的工作。首先,本文设计了一类基于身份的非交互式（Identity-based non-interaction,简称IBNI）移动代理认证协议。协议通过对MA的来源及历史路径进行认证,达到对其身份的认证。此协议定义了两种类型的角色:移动代理及可运行MA的主机平台。移动代理可以自主地在主机平台上运行,并自行决定下一个接受主机的地址。主机通过对MA的来源认证（所声称的MA创始者是否属实）及历史路径链进行验证（所声称的遍历主机平台是否为真实）,以判断是否符合主机的信任条件。新的路径信息将加入主机的私钥签名,为下一次MA的认证做准备。通过对移动代理所声称的历史路径进行验证,进而建立基于身份信息加密的签名路径链,能够使自组织网络中的移动代理平台相互之间建立一种信任关系链。同时结合身份密码学,此协议可以在不需要第三方的参与下完成对MA的身份认证,达到了防止恶意MA的目的。其次,本文实现了一个基于通信顺序进程（Communicating Sequential Process,简称CSP）的协议原型,以形式化的方法验证了协议的合理性。该原型为协议中的两个角色分配了唯一标识号,使用消息通讯进程模拟了协议中的发起方和响应方之间的通讯。并对入侵者进行了模拟,加入了入侵者可能出现的行为。通过使用Formal Systems公司开发的一种商业模型检测工具—故障偏差提炼（Failure Divergence Refinement,FDR）软件,运行了协议的CSP模型,在分析固定小系统时,证明在本文模拟的入侵者的能力范围内,协议没有能攻破的脆弱点。本文提出的一类基于身份的非交互式移动代理认证协议,将移动代理系统和身份密码学特点结合起来,有效缩短了密钥大小,减少通信次数和降低系统成本。因此非常适用于移动代理系统的安全认证,为开放网络中MA与主机的安全运行提供了基本保证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1. 移动代理系统中的安全问题
• 1.2. 国内外研究现状
• 1.3. 本文主要工作
• 1.4. 本文结构安排
• 第2章 移动代理系统中的认证协议及分析方法
• 2.1. 移动代理系统及身份认证
• 2.2. 移动代理系统中的认证协议
• 2.3. 协议的形式化分析
• 2.4. 本章小结
• 第3章 基于身份的非交互式认证协议的设计与分析
• 3.1. 协议理论背景
• 3.2. 协议的总体设计方案
• 3.3. 协议描述
• 3.4. 协议分析
• 3.5. 本章小结
• 第4章 基于身份非交互认证协议的通信顺序进程模型
• 4.1. 协议建模基础
• 4.2. 基于通信顺序进程的协议模型
• 4.3. 本章小结
• 第5章 协议故障偏差精炼模型检验
• 5.1. 故障偏差精炼检查器
• 5.2. 协议模型的规范定义式
• 5.3. 协议模型验证
• 5.4. 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录A 硕士期间发表的论文
• 附录B（核心模型源代码）
• 致谢