共识协议的形式化验证研究现状与展望

分布式系统在计算环境中发挥重要的作用,其中的共识协议算法用于保证节点间行为的一致性.共识协议的设计错误可能导致系统运行故障,严重时可能对人员和环境造成灾难性的后果,因此保证共识协议设计的正确性非常重要.形式化验证能够严格证明设计模型中目标性质的正确性,适合用于验证共识协议.然而,随着分布式系统的规模增大,问题复杂度提升,使得分布式共识协议的形式化验证更为困难.采用什么方法对共识协议的设计进行形式化验证、如何提升验证规模,是共识协议形式化验证的重要研究问题.对目前采用形式化方法验证共识协议的研究工作进行调研,总结其中提出的重要建模方法和关键验证技术,并展望该领域未来有潜力的研究方向.

安全协议认证的形式化方法研究

安全协议认证是网络安全领域中重大课题之一。形式化方法多种多样。该文首先论述了模型检测技术及其在安全协议验证中的应用,然后介绍了各种定理证明方法和定理证明工具,接着讨论其它形式化验证方法,最后论述形式化方法的一些研究方向。

BLP改进模型的形式化描述及自动化验证

在《信息安全技术操作系统安全技术要求》中,提出访问验证保护级安全操作系统的研发过程需要完全形式化的安全策略模型。针对该情况,对经典的数据机密性BLP模型进行相应改进,为系统中的主客体引入多级安全标签以及安全迁移规则,使其满足实际系统开发的需求。运用完全形式化的方法对改进模型的状态、不变量、迁移规则等进行描述,使用Isabelle定理证明器证明了迁移规则对模型的不变量保持性,从而实现对模型正确性的自动形式化验证,并保证了模型的可靠性。

典型安全协议形式化分析工具比较

介绍了当前安全协议分析领域的典型形式化工具,阐述了其基本原理和在协议描述、归约、验证方面的研究现状,对它们的优缺点进行了综合比较,提出了如何在已有条件下开发协议分析工具的观点。

安全协议攻击序列重构技术

攻击者攻击序列在安全协议形式化分析技术中用于描述攻击者对安全漏洞的攻击步骤。目前,攻击序列重构技术是安全协议形式化分析研究的热点与难点。对国际流行的方法进行了介绍和总结,重点分析和比较了基于模型检测的方法、基于定理证明的方法、基于逻辑程序的方法等能够进行攻击序列重构的各种方法,指出了各自的优缺点及技术手段、技术特点,最后给出了该领域的进一步研究方向。

电子商务中安全协议的验证方法

该文简述了电子商务中的安全协议验证技术,对目前的一些重要的研究方法进行了分析和比较,重点针对形式化的方法在电子商务中的安全协议验证中的优势和不足,结合实际,提出了一些可能的发展趋势。

大型复杂协议的形式化分析方法研究

大型复杂协议的形式化分析是目前研究的一个热点和难点。根据所采用技术的特点,将大型复杂协议的形式化分析方法分为基于逻辑推理的方法、基于模型检测的方法、基于定理证明的方法和基于进程代数的方法,并简要介绍了各类方法的代表性方法及验证器,最后对各类方法的特点进行分析和比较。指出达式大型复杂协议的形式化分析方法未来的一个研究重点,修改原有方法或设计一种新的方法,使其既易自动化实现,又能用于复合协议的分析和验证。

路由协议的自动形式化验证方法研究

路由协议被广泛部署于因特网中用来进行路由信息的交换与路径的选择,确保路由协议正确、安全的运行是计算机网络的基础问题之一。近年来,形式化验证已成功应用于协助路由协议的设计和实现,形式化方法的使用能够找到软件测试过程中难以发现的系统缺陷,从而有效地提高系统的安全性。主要介绍了自动形式化验证的几类主要技术基础:模型检验、定理证明和等价性验证。总结了自动形式化验证路由协议的方法和优缺点以及它们在各个方面的研究进展和使用状况,为相关方向的研究者在使用形式化方法验证路由协议时提供了参考依据。最后总结了该领域的研究状况,并对未来研究热点进行了预测和展望,提出了一些可行的研究方向。