協(xié)議安全測試理論和方法的研究.pdf

1、協(xié)議工程是一體化、形式化的協(xié)議開發(fā)過程，其研究內容包含協(xié)議的形式化描述，協(xié)議驗證，協(xié)議實現和協(xié)議測試等。協(xié)議測試是協(xié)議工程中的一個重要內容。 當前的網絡環(huán)境日趨復雜，各種安全威脅事件層出不窮。作為計算機網絡基礎的通信協(xié)議，也面臨著多種安全威脅。一些原來在封閉環(huán)境中使用的協(xié)議被逐漸用作公開協(xié)議，這也增加了協(xié)議的安全風險。傳統(tǒng)的協(xié)議一致性測試是協(xié)議測試的基礎，其目的是檢查待測協(xié)議實現的行為與協(xié)議規(guī)范是否一致。但它作為一種傳統(tǒng)的功能性

2、測試，并不能完全保證協(xié)議實現的安全。因此協(xié)議安全測試正逐漸成為協(xié)議測試領域中的一個新熱點。 本文針對協(xié)議安全性測試進行了研究，主要討論了協(xié)議攻擊測試以及基于構造類別代數的安全變異測試兩個方面。在協(xié)議安全性的評價過程中，這兩個方面是相輔相成的。協(xié)議攻擊測試本質上是一種針對網絡設備上運行的協(xié)議實現的滲透測試，是檢驗網絡設備對己知協(xié)議攻擊的抵御能力的測試。而基于構造類別代數的安全變異測試則通過針對協(xié)議的形式化描述設計變異算子，作用于一

3、致性公式集來產生安全測試例集，以試圖覆蓋未知的協(xié)議錯誤和安全漏洞。 本文的研究工作主要集中在以下幾個方面： 1)協(xié)議攻擊測試模型和方法本文對協(xié)議攻擊測試進行了系統(tǒng)性、整體性的研究，對測試的每一階段都提出了解決方案。 首先提出了面向測試的協(xié)議攻擊描述模型，用于描述協(xié)議攻擊的原理、發(fā)生位置、影響、彼此關聯(lián)等多項屬性，作為后續(xù)執(zhí)行算法和安全性量化評價的基礎。 然后針對分布式協(xié)議攻擊測試框架實際部署中的測試者分布

4、問題，提出一個基于網絡路徑信息的測試者選擇算法，可以均衡測試流量和提高測試結果的可靠性。 考慮了攻擊測試例之間的序列相關性和因果關系的影響，提出基于攻擊測試例關聯(lián)性的優(yōu)化測試執(zhí)行算法，通過動態(tài)執(zhí)行減少測試中的重復操作，提高測試效率。 最后提出了基于改進的RBD and Criticality模型的安全性度量方法，根據協(xié)議攻擊測試的結果集合對被測設備進行安全性量化評價。 2)基于構造類別代數的安全變異測試方法傳統(tǒng)的

5、協(xié)議安全測試方法大多是單純地對協(xié)議PDUs進行變異或隨機擾動，并不涉及協(xié)議形式化模型技術。針對這種情況，本文提出了基于構造類別代數的安全變異測試方法。該方法兼顧了協(xié)議安全漏洞的總結和構造類別代數的結構特點，通過對基于構造類別代數形式化描述得到的一致性測試公式集施加安全變異以產生安全測試例集。該方法具有發(fā)現潛在安全問題的能力，并能充分利用一致性測試的中間成果，有利于安全測試過程和一致性測試過程的有機結合。 3)設計和實現了一個協(xié)議