基于CK模型的SPINS協(xié)議安全分析.pdf

1、信息時(shí)代高效率快節(jié)奏的工作使人們忽視那些看似與正常系統(tǒng)運(yùn)行關(guān)系不大其實(shí)貫徹全局的安全工作，終于使得安全工作的匱乏到達(dá)了引爆點(diǎn)。近年來(lái)的有線網(wǎng)安全事件呈指數(shù)級(jí)上升，使得專家學(xué)者們對(duì)無(wú)線網(wǎng)的安全性進(jìn)行未雨綢繆的分析和研討。作為無(wú)線網(wǎng)中的重要應(yīng)用之一的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)因其在軍事，工業(yè)，農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)用和遠(yuǎn)大前景，其安全性更加值得研究方案和提出解決方法。不同于有線網(wǎng)，WSN節(jié)點(diǎn)間的物理信道是空氣介質(zhì)，而且節(jié)點(diǎn)通常部署在無(wú)人維護(hù)、不可控制

2、的環(huán)境中。因此WSN的安全如何很大程度上由其安全協(xié)議決定。雖然在該領(lǐng)域已有先驅(qū)提出一些實(shí)用的協(xié)議，但這些協(xié)議對(duì)于應(yīng)用不同的WSN局限性比較大、漏洞較多。安全協(xié)議的分析與設(shè)計(jì)已成為一項(xiàng)兼具創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性研究課題。隨著學(xué)術(shù)的深究和應(yīng)用的進(jìn)展，作為協(xié)議形式化分析中的翹楚可證明安全理論有效地應(yīng)用于各種協(xié)議的分析和研究中。本文合適地將可證明安全理論中的CK模型引入WSN的安全協(xié)議SPINS的分析和論證。
　　本文首先闡述了WSN的網(wǎng)絡(luò)特性與

3、安全需求，并在此基礎(chǔ)上對(duì)SPINS協(xié)議的安全性進(jìn)行初步的探討。隨后引入可證明安全理論并對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，后文重點(diǎn)研究了CK模型的核心部分，并分析了其論證過(guò)程和證明方法。通過(guò)將CK模型中的理想模型和現(xiàn)實(shí)模型應(yīng)用在SPINS協(xié)議中，將構(gòu)建一個(gè)理想模型下與現(xiàn)實(shí)模型下SPINS協(xié)議相對(duì)應(yīng)的新協(xié)議，分別在兩種模型下對(duì)應(yīng)的敵手ADV與UDV對(duì)它們進(jìn)行形式化分析研究，通過(guò)各種攻擊手段得出其安全性漏洞以及其滿足的語(yǔ)義和多項(xiàng)式安全，最終推導(dǎo)出SPINS協(xié)