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形式化分析之BAN邏輯

2023-06-17 07:45:51 其他

BAN邏輯介紹

BAN邏輯是一種基于知識和信任的形式邏輯分析方法,由Burrows,Abadi 和 Needham 提出,通過對認證協議的運行進行形式分析,從協議執行者最初的一些基本信仰出發,根據協議執行的每個參與者發出和收到的訊息,推理得到參與者的最終信仰,
BAN邏輯成功分析出NeedHam-Schroeder,Kerberos等協議的漏洞,
應用BAN邏輯對認證協議進行分析,首先需要進行理想化處理,將協議的訊息轉換成BAN邏輯中的公式,再根據具體情況進行合理假設,由邏輯的推理法則根據理想化協議和假設進行推理,推斷協議能否完成預期的目標,如果在協議流程結束時能夠建立關于共享通信密鑰、對方身份等的信任,則表明協議是安全的,
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BAN邏輯運算式和推理規則

  1. BAN邏輯處理的物件:主體、密鑰和公式,
  2. BAN邏輯主要推理規則:訊息含義規則、亂數驗證規則、裁判規則和新鮮性規則等,
  3. BAN邏輯協議分析步驟:理想化步驟→確認初始假設→邏輯推理→得出結論,

運算式

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推理規則

  1. 訊息含義規則

1.1 對于共享密鑰:
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表示P相信K是P和Q之間的通信密鑰,當P看到用K加密的資訊X,則P相信Q曾經說過X,
1.2 對于公鑰:
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表示P相信K是Q的公鑰,P看到用Q的私鑰加密的訊息,則P相信Q曾經說過X,
1.3 對于共享秘密:
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  1. 亂數驗證規則
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表示P相信X是新鮮的,且P相信Q曾經說過X,則P相信Q相信X是真實的,

  1. 裁判規則
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表示P相信Q對X由控制權,且P相信Q相信X,則P相信X,

  1. 新鮮性規則
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如果P相信X是新鮮的,則P相信X和Y級聯的整體資訊也是新鮮的,

  1. 解密規則
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如果P看到用自己有效公鑰加密的資訊,則P可以解密看到資訊,

  1. 信仰規則
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  2. 發送規則
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如果P相信Q曾經發送過整個訊息,那么P相信Q曾經發送過訊息的子部分,

  1. 接收規則
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參考文獻

[1]于代榮,楊揚,馬炳先,劉明軍,王世賢.基于身份的TLS協議及其BAN邏輯分析[J].計算機工程,2011,37(01):142-144+148.
[2]張玉清,李繼紅,肖國鎮.密碼協議分析工具——BAN邏輯及其缺陷[J].西安電子科技大學學報,1999(03):116-118.
[3]投訓芳,郭金庚.用BAN邏輯方法分析SSL 3.0協議[J].計算機工程,2001(11):147-149.

未完待續……

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