基于SSL协议的访问控制机制研究与实现

论文摘要

随着网络技术的飞速发展,网络应用已经渗透到我们生活的方方面面,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。网络的发展带动了电子商务的广泛应用,它的安全性问题逐步得到了人们的重视。SSL安全套接层协议是基于C/S结构的保护应用层数据的协议,己经在网络环境中得到了广泛的应用,是一种优秀的安全协议。它作为一种广泛应用的电子商务安全协议,通过在握手协议中使用密钥协商来加密通信数据。尽管SSL已经有十多年的历史,但它仍然在握手部分存在访问控制应用缺陷。针对SSL访问控制应用中的缺陷,传统的基于SSL协议的访问控制机制在权限认证方面都有不足之处。针对这个问题,本文主要的工作有:首先,本文设计了一个基于PMI属性证书的SSL协议。PMI是由PKI发展而来,PKI提供强认证服务,而PMI提供灵活的权限认证。PMI中的属性证书与身份证书相似,把属性、群组、角色信息包含在证书中。在分析属性证书和身份证书的绑定方式的基础上,本文采用了自由绑定方式进行协议的改进设计。该改进协议主要针对握手协议部分,在服务器向客户端请求证书时加入了一个对客户端属性证书的请求。与此同时,服务器验证客户端身份证书后,对属性证书进行验证,验证不通过则无法进行访问。这使服务器信息得到了更好的保护,增强了原SSL协议的安全性。属性证书的管理则交给PMI授权管理基础设施,同时授权管理也更为灵活。其次,本文使用BAN逻辑对该改进协议进行了形式化分析。BAN逻辑是一种最为简单、实用的形式化分析方法,使用它可推导认证的结果,发现大部分的安全漏洞和冗余信息。形式化分析结果表明该改进协议是一个可行的安全解决方案,在并未破坏原SSL协议安全目标的前提下,完成了主体属性信息的交换。最后,本文基于该改进协议构造了一个安全系统,该系统包含两个功能模块:身份鉴别和权限管理。系统使PKI和PMI联合认证,具有较高的安全性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 电子商务中的安全协议研究现状
• 1.2.1 SSL 协议
• 1.2.2 SET 协议
• 1.2.3 SSL 与SET 的比较
• 1.3 本文的主要工作
• 1.4 本文的组织结构
• 第2章 SSL 协议及其分析
• 2.1 SSL 协议概述
• 2.2 SSL 协议的结构
• 2.2.1 握手协议
• 2.2.2 加密约定更改协议
• 2.2.3 报警协议
• 2.2.4 记录层协议
• 2.3 SSL 协议的安全性分析
• 2.3.1 SSL 协议的安全性
• 2.3.2 SSL 协议对攻击的抵御
• 2.4 本章小结
• 第3章 PMI 授权管理模型
• 3.1 访问控制技术概述
• 3.2 PMI 授权管理模型概述
• 3.3 PMI 体系结构
• 3.3.1 属性权威
• 3.3.2 属性证书
• 3.4 PMI 和 PKI 的比较与关系
• 3.4.1 PMI 和 PKI 的比较
• 3.4.2 PKI 和 PMI 的关系
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于 PMI 属性证书的 SSL 协议的设计与分析
• 4.1 基于 SSL 协议的传统访问控制机制及不足
• 4.2 协议的总体设计
• 4.2.1 设计目标
• 4.2.2 设计方案
• 4.3 协议的描述
• 4.3.1 设计思想
• 4.3.2 协议流程
• 4.4 协议的分析
• 4.4.1 安全性分析
• 4.4.2 性能分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于 PMI 属性证书的 SSL 协议的形式化分析
• 5.1 BAN 逻辑概述
• 5.1.1 BAN 逻辑概念
• 5.1.2 BAN 逻辑公设
• 5.2 协议的形式化描述
• 5.3 协议的形式化分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 基于 PMI 属性证书的 SSL 协议安全系统的实现
• 6.1 系统的设计目标
• 6.2 系统的框架结构
• 6.3 系统的功能模块
• 6.3.1 身份鉴别
• 6.3.2 权限管理
• 6.4 系统分析
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 附录B 攻读学位期间所参与的科研项目目录