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基于事件的群组密钥协商协议形式化分析研究.docx
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基于事件的群组密钥协商协议形式化分析研究.docx
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群组密钥协商协议是当前的一个研究热点其应用在卫星通信系统、无线网
络、组播网络环境中用于解决网络信息安全问题
。文献
利用文献
所提出
的合谋攻击方法攻击了文献
提出的协议证明了合谋者的不可追踪性。文献
提出了改进的无证书群组密钥协商协议该协议具有对抗两类攻击的能力与其
他同类型协议相比其计算量较小。文献
研究了无线传感器网络中的轻量级密
钥协商协议给出了计算可靠性证明、一致性证明。文献
针对低轨星座组网设
计 了 轻 量 级 的 群 组 密 钥 协 商 协 议 与 提 出 的 认 证 与 密 钥 协 商
()协议相比该协议加快了协商的过
程。
尽管研究者在群组密钥协商协议的设计与改进方面进行了很多研究 并且取
得了一定成效但是上述研究缺少一种形式化的分析方法分析其一致性。群组密
钥协商协议不仅要正确还要满足一致性从而保证每个组员能够生成相同的会话
密钥参与协商的各个组员之间能够进行身份认证。如果群组密钥协商协议不能
满足一致性那么该协议就容易受到仿冒者的攻击攻击者通过模仿一个组员以参
与密钥协商过程保证生成的密钥与组员的密钥相同。群组密钥协商协议比较复
杂很难用形式化方法描述。串空间理论是一种直观、高效的形式化分析方法 群
组密钥协商协议使用串空间模型描述以保证简洁、清晰 易于形式化分析。对于
串空间理论与形式化分析方法的研究近年来取得了一定进展。文献
扩展了串
空间理论基于该理论提出一种协议类型缺陷检测方法。文献
在串空间理论方
面提出了新概念简化了形式化分析方法并分析了基于区块链的公平多方不可否
认协议发现该协议不满足公平性。文献
扩展了串空间基于可认证安全模型
(! 模型)提出了串空间的可认证安全模型("! 模型)给出了椭圆曲线密
钥交互(#$$%$!&'(()*$#!'*)协议的可靠性证明。
本文扩展了串空间的定义与应用范围提出了基于事件的形式化分析方法利
用该方法分析文献
提出的簇间非对称群组密钥协商协议证明了该协议不满足
一致性攻击者可以通过模仿簇头节点或者传感器节点生成与组员密钥相同的群
组密钥。
1 相关工作
本文涉及的基本概念和定理如下
。
定义 串 集合 Σ 表示一个串空间Σ 中的元素称为串。迹映射 tr 为 Σ+,±
-M./串空间 Σ 的构成情况如下。
)节点01si12是一个有序对其中 s∈Σi 为整数且 3i3len,tr,s..。节点的集
合用 N 表示节点01si2∈1s每个节点属于唯一的一个串。
) 节 点 n4 0si12 且 n∈N 。 index,n.4i 表 示 串 s 上 的 第 i 个 节 点
starand,n.4s 表示 n 所在的串 sterm,n.表示串 s 的第 i 个符号项。
)如果串 s 包含节点)term,n
.、5term,n
.和)term,n
.则串 s 的消息迹为0)
term,n
.、5term,n
.和)term,n
.2。
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