密码协议：基于可信任新鲜性的安全性分析（英文版） [Cryptographic Proto-col:Security Analysics Based on Trusted Freshness] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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董玲，陈克非 著

图书标签:

• Cryptography
• Security Protocols
• Trusted Freshness
• Security Analysis
• Formal Verification
• Information Security
• Network Security
• Protocol Design
• Computational Security
• Applied Cryptography

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040313314

版次：1

商品编码：10867858

包装：精装

外文名称：Cryptographic Proto-col:Security Analysics Based on Trusted Freshness

开本：16开

出版时间：2011-10-01

页数：373

正文语种：英文

内容简介

《密码协议：基于可信任新鲜性的安全性分析（英文版）》主要介绍如何利用系统工程思想和可信任新鲜性的方法，分析和设计密码通信协议。作者基于可信任的新鲜性标识符概念，提出了一个新颖的新鲜性原则。该原则指出了一种有效的、易用的密码协议安全性分析方法。使用这种分析方法，可以有效检验协议在实际应用中能否满足安全需要。此外，书中给出大量的分析实0例，详细说明如何基于概率定义安全性，如何将安全指标定量化，如何针对具体的协议寻找漏洞，如何自动实现协议漏洞的查找，等等。
《密码协议：基于可信任新鲜性的安全性分析（英文版）》总结了作者近年来的研究成果，这些成果的有效性和易用性对从事通信协议安全性研究的人员，特别是工程技术人员，具有很好的参考和实用价值。董玲网络系统建设和信息安全领域高级工程师，上海交通大学密码与信息安全实验室兼职教授、研究兴趣是信息安全和应用密码学，特别是实际应用的密码通信协议和密码系统的安全性分析。陈克非上海交通大学计算机科学与工程系教授，长期从事密码与信息安全理论研究。主要研究兴趣是序列密码、可证明安全、密码协议分析、数据安全。近年来承担多项国家自然科学基金、国家高技术研究发展计划（863计划），发表学术论文150多篇，编辑出版学术著作7部。

目录

l Introduction of Cryptographic Protocols
1.1 Information security and cryptography
1.2 Classes of cryptographic protocols
1.2.1 Authentication protocol
1.2.2 Kev establishment protocol
1.2.3 Electronic commerce protocol
1.2.4 Secure multi-party protocol
1.3 Security of cryptographic protocols
1.4 Motivations of this book
References

2 Background of Cryptographic Protocols
2.1 Preliminaries
2.1.1 Functions
2.1.2 Terminology
2.2 Cryptographic primitives
2.2.1 Cryptology
2.2.2 Symmetric-key encryption
2.2.3 Public-key encryption
2.2.4 Digital signatures
2.2.5 Hash Functions
2.2.6 Message authentication
2.3 Cryptographic protocols
2.3.1 Secure channel
2.3.2 Principals
2.3.3 Time-variant parameters
2.3.4 Challenge and response
2.3.5 Other classes of cryptographic protocols
2.4 Security of cryptographic protoco
2.4.1 Attacks on primitives
2.4.2 Attacks on protocols
2.4.3 Security of protocols
2.4.4 Analysis methods for protocol security
2.5 Communication threat model
2.5.1 Dolev-Yao threat model
2.5.2 Assumptions ofprotoc01 environment
2.5.3 Expressions of cryptographic protocols
References

3 Engineering Principles for Security Design of Protocols
3.1 Introduction of engineering principles
3.1.1 Prudent engineering principles
3.1.2 Cryptographic protocol engineering principles
3.2 Protocol engineering requirement analysis
3.2.1 Security requirement analysis
3.2.2 Plailltext analysis
3.2.3 Application environment analysis
3.2.4 Attack model and adversary abilities analysis
3.2.5 Cryptographic service requirement analysis
3.3 Detailed protocol design
3.3.1 Liveness of the principal’S identity
3.3.2 neshness and association of time-variant parameter
3.3.3 Data integrity protection of message
3.3.4 Stepwise refinement
3.4 Provable security References.

4 Informal Analysis Schemes of Cryptographic Protocols
4.1 The security of cryptographic protocols
4.1.1 Authenticity and confidentiality under computational model
4.1.2 Security definitions
4.2 Security mechanism based on trusted freshenss
4.2.1 Notions
4.2.2 Freshness principle
4.2.3 Security of authentication protoc01
4.2.4 Manual analysis based on trusted freshness
4.2.5 Application of security analysis based on trusted freshness
4.3 Analysis of classic attacks
4.3.1 Man in the middle attack
4.3.2 Source-substitution attack
……
5 Security Analysis of Real World Protocols
6 Guarantee of Cryptographic Protocol Security
7 Formalism of Protocol Security Analysis
8 Design of Cryptographic Protocols Based on Trusted
9 Automated Analysis of Cryptographic Protocols
Index

精彩书摘

Over the ages，information was typically stored and transmitted on paper，whereas much of it now resides on magnetic media and iS transmitted via computer networks.As we all know.it iS much easier to copy and alterinformation stored and transmitted electronically than that on paper.Infor-mation security intends to provide security services for information in digitalform·Information security objectives include confidentiality，data integrity，authentication，non-repudiation，access control，availability，fairness and SO on·Computer and network security research and development foCUS on thefirst four general security services，from which other security services，such as access control，and fairness can be derived[卜引.Many terms and COnceptsin this book are from Ref_[1]which is well addressed.For strict 0r inquisitive readers，please refer to book 11 for detailed information.一Confidentiality is a service used to keep the content of information from aU but those authorized to have it.That is，the information in a computer systern or transmitted information cannot be comprehended by unau- thorized parties·Secrecy IS a term synonymous with confidentiality and privacy.
……

《密码协议：基于可信任新鲜性的安全性分析》 导言：数字世界的基石与挑战 在当今高度互联的数字时代，信息安全已不再是可选项，而是必需品。从电子商务的交易安全到国家安全的通信保密，再到个人隐私的保护，都离不开强大的密码协议的支持。密码协议是指导信息系统如何安全地交换信息、认证身份、保护数据完整性和保密性的一系列规则和步骤。它们如同数字世界的基石，支撑着我们日常生活的方方面面。 然而，数字世界的复杂性和演进速度，为密码协议的设计和分析带来了前所未有的挑战。攻击者不断寻求新的漏洞，利用系统设计中的细微缺陷，或结合社会工程学手段，来破坏协议的安全性。传统的安全分析方法，虽然在一定程度上有效，但在面对不断涌现的新型攻击模式和日益复杂的协议设计时，往往显得力不从心。 一个尤其值得关注的安全维度是“新鲜性”（freshness）。在许多通信场景中，确保消息的“新鲜性”至关重要，即接收者能够确信收到的消息是当前有效的，而不是一个已被截获并重放的旧消息。如果攻击者能够重放旧的、已过期的消息，他们就可能进行诸如拒绝服务攻击、欺骗身份、或甚至冒充合法用户执行敏感操作等恶意行为。因此，如何在协议设计中有效且可靠地处理和验证消息的新鲜性，成为保障整体安全性的关键环节。 本书的定位与贡献 《密码协议：基于可信任新鲜性的安全性分析》正是为应对这一挑战而生。本书深入探讨了密码协议的安全分析，并特别聚焦于“可信任新鲜性”（trusted freshness）这一核心概念。我们并非旨在罗列各种已有的密码协议，也不是简单地介绍加密算法的原理。相反，本书的核心在于揭示如何从根本上理解和构建能够抵御各种攻击，尤其是那些利用过时或重放消息的攻击，的密码协议。 我们认识到，在设计和评估密码协议时，常常会引入一些隐含的假设，其中很多都与“新鲜性”有关。这些假设可能是关于通信信道、时间同步、参与方的行为模式，甚至是底层硬件的可靠性。当这些假设未能得到满足，或者被攻击者成功规避时，协议的安全性就会受到威胁。因此，本书认为，对“可信任新鲜性”的深入理解和严格验证，是构建健壮安全协议的必由之路。 本书将带领读者超越表面上的加密和解密操作，深入到协议的逻辑流程和交互过程中。我们将分析在不同攻击模型下，新鲜性是如何被破坏的，以及有哪些机制可以用来检测和防御这些破坏。这不仅仅是对现有协议的审查，更是一种构建未来安全协议的理论指导和实践框架。 核心概念：可信任新鲜性 “新鲜性”不仅仅是关于时间戳或序列号的简单计数。它涉及到对信息有效性的可靠确认，确保其来自合信的来源，并且是在预期的、合法的上下文中被发送的。本书将“可信任新鲜性”定义为一种能够被协议参与方（在特定安全模型下）可靠地验证的信息属性，该属性表明该信息是最近生成且未被滥用的。 理解可信任新鲜性，需要我们审视以下几个关键方面： 时间与顺序： 在分布式系统中，精确的时间同步往往难以实现。因此，依赖于严格时间顺序的机制可能脆弱。本书将探讨如何构建在一定时间不确定性下仍然安全的机制。 唯一性与不可重放性： 如何确保每一条消息都是唯一的，并且不会被攻击者重用？这涉及到生成唯一标识符、随机数、以及各种形式的“一次性”证明。 挑战-响应机制： 许多协议利用挑战-响应机制来确保新鲜性。攻击者收到一个挑战后，需要生成一个基于该挑战的响应。如果攻击者只是重放一个旧的响应，将无法通过验证。本书将深入分析这类机制的设计与局限性。 状态与会话管理： 协议的安全性往往依赖于对参与方状态的正确管理。过时的状态信息可能导致安全漏洞。如何安全地更新和维护会话状态是关键。 信任的传递与验证： 在多方参与的协议中，信任需要被安全地传递。例如，一个第三方认证机构如何确保所颁发证书的新鲜性？又或者，参与者如何信任对方提供的新鲜性证明？ 本书内容概述 本书将遵循一个逻辑递进的结构，从基础概念出发，逐步深入到更复杂的分析技术和应用场景。 第一部分：密码协议基础与安全模型 密码协议的基本构成： 介绍密码学原语（如对称加密、非对称加密、哈希函数、数字签名）如何在协议中协同工作。 安全模型的理解： 深入探讨不同的安全模型，如主动攻击模型（active attack model）、被动攻击模型（passive attack model），以及它们对协议设计的要求。重点关注在这些模型下，新鲜性可能面临的威胁。 攻击类型与场景： 详细分析常见的攻击类型，特别是与新鲜性相关的攻击，例如重放攻击（replay attacks）、中间人攻击（man-in-the-middle attacks）、拒绝服务攻击（denial-of-service attacks）等，并阐述它们如何利用新鲜性缺失。 第二部分：可信任新鲜性的核心机制 时间戳与序列号的局限性： 分析仅依赖简单时间戳或序列号在分布式环境下的脆弱性，以及如何通过其他机制来弥补其不足。 随机数与nonce（一次性随机数）： 探讨如何生成和使用高质量的随机数（nonces），以及它们在防止重放攻击中的关键作用。 挑战-响应协议： 详细讲解不同类型的挑战-响应协议，包括它们的工作原理、设计原则，以及如何评估其有效性。 时钟同步与相对时间： 在无法保证绝对精确时间同步的情况下，如何利用相对时间或逻辑时钟来保证新鲜性。 一次性密码（One-Time Passwords, OTPs）与令牌（Tokens）： 分析OTP和令牌在用户认证和会话管理中如何确保新鲜性。 第三部分：基于可信任新鲜性的协议分析方法 形式化验证基础： 介绍形式化验证的基本概念和方法，以及如何将其应用于分析密码协议的新鲜性属性。 建模语言与工具： 讲解用于描述协议模型和安全属性的语言（如ProVerif, Tamarin等），并示范如何使用它们来检测新鲜性相关的漏洞。 基于属性的分析： 学习如何定义和验证与新鲜性相关的安全属性，例如“某个消息在其生命周期内只能被验证一次”。 攻击场景的模拟与检测： 如何通过形式化方法来系统地模拟各种已知和未知的攻击，并检测协议在这些攻击下的表现。 第四部分：可信任新鲜性在关键应用中的体现 安全套接字层（SSL/TLS）协议分析： 探讨TLS协议中是如何处理和验证新鲜性的，以及潜在的攻击点。 认证与密钥协商协议： 分析Diffie-Hellman密钥交换、Kerberos等经典协议中对新鲜性的依赖和保障机制。 分布式账本技术（Blockchain）与共识机制： 探讨区块链中如何通过共识机制和时间戳来保证交易的新鲜性和不可篡改性。 物联网（IoT）安全： 分析在资源受限的物联网环境中，如何设计和实现可信任的新鲜性机制。 身份验证与访问控制： 讨论如何在用户身份验证和授权系统中确保操作的新鲜性，防止冒充和权限滥用。 第五部分：未来展望与挑战 新兴的攻击向量： 探讨随着技术发展，可能出现的新型新鲜性攻击。 面向未来的协议设计： 提出在设计下一代密码协议时，应如何更好地融入和保障可信任新鲜性。 跨学科的合作： 强调在密码学、计算机科学、形式化方法等领域之间进行更紧密的合作，共同推动信息安全的发展。 谁适合阅读本书？ 本书的目标读者群体广泛，包括但不限于： 信息安全研究人员： 深入理解密码协议安全分析的最新进展，并为新的研究方向提供启发。 密码协议设计者： 掌握构建健壮、安全的密码协议的设计原则和方法。 软件工程师与系统架构师： 学习如何在实际系统中正确地实现和部署安全的通信协议，避免引入安全漏洞。 计算机科学专业的学生： 为深入学习密码学、网络安全和形式化方法打下坚实的基础。 对信息安全感兴趣的专业人士： 了解数字世界安全运作的深层机制，提升对信息安全威胁的认知。 结语 在信息安全领域，我们总是在不断地追求更高的安全性。而“可信任新鲜性”，正是构建这种安全性的关键基石之一。通过深入理解和掌握本书所介绍的理论和方法，读者将能够更好地分析和设计出更安全、更可靠的密码协议，从而为数字世界的安全保驾护航。本书不仅是一本技术手册，更是一种对数字信任构建的深刻思考，一份对未来信息安全发展的期许。

评分☆☆☆☆☆

“Cryptographic Protocol: Security Analysis Based on Trusted Freshness”——仅仅是书名，就让我这位对复杂系统和理论逻辑着迷的读者，脑海中浮现出无数的可能性。我猜想，这本书并非一本简单的入门手册，而更像是一次深入的学术探索，可能适合那些已经对密码学基础有一定了解，并且希望在理论层面寻求突破的研究者或高级从业者。我特别好奇“Trusted Freshness”这个核心概念是如何被定义和数学化的。在现实世界的通信中，我们如何才能真正“信任”一个信息是“新鲜”的？这其中可能涉及到对时钟同步、不可预测的事件发生顺序，甚至是分布式共识机制的考量。这本书会不会提供一个全新的视角来评估现有协议的安全性，例如，一个在传统意义上“安全”的协议，在引入“新鲜性”评估后，是否会暴露出新的脆弱点？我设想着书中会用严谨的逻辑和详尽的数学符号来构建分析框架，或许会借鉴形式化方法、模型检测等技术，来证明一个协议在“可信任新鲜性”下的安全性属性。而“安全性分析”这部分，我期望能够看到对不同类型密码协议的深入剖析，比如认证协议、密钥协商协议，甚至是更复杂的零知识证明协议，它们在“新鲜性”方面的表现如何，又该如何衡量？这本书给我一种感觉，它在试图填补理论研究中的某个空白，或者为解决当前密码学领域面临的某些新兴挑战提供理论支撑。

评分☆☆☆☆☆

The title itself, "Cryptographic Protocol: Security Analysis Based on Trusted Freshness," immediately piqued my interest as someone with a keen eye for the intricate details of system design and resilience. I envision this book delving into a sophisticated exploration of how the concept of "trusted freshness" can be a fundamental pillar in ensuring the security of cryptographic protocols, moving beyond traditional notions of confidentiality and integrity. It suggests a framework for analyzing protocols where the temporal aspect of data or operations is paramount. I'm particularly intrigued by the idea of quantifying or verifying "freshness." How do we establish trust in the timeliness of information in a distributed or adversarial environment? This could involve exploring sophisticated mechanisms for detecting replay attacks, ensuring message ordering, or even incorporating tamper-evident timestamps in a cryptographically sound manner. I anticipate that the book will present a rigorous theoretical foundation, potentially drawing from advanced topics in formal methods, logic, and probabilistic analysis, to build this framework. The "security analysis" aspect implies a systematic approach to identifying vulnerabilities and demonstrating the robustness of protocols that incorporate this "trusted freshness" property. It might also offer novel design principles for new protocols that are inherently resistant to attacks exploiting stale or replayed information. This title promises a deep dive into a critical, yet perhaps under-explored, dimension of cryptographic security.

评分☆☆☆☆☆

This book title, "Cryptographic Protocol: Security Analysis Based on Trusted Freshness," immediately grabbed my attention due to its precise and intriguing focus. It suggests a departure from more generalized security analysis and points towards a specialized investigation into a crucial, yet often implicit, security requirement: freshness. I anticipate that the author will thoroughly define what constitutes "trusted freshness" within the context of cryptographic protocols, perhaps distinguishing it from simple timeliness or ordering. The emphasis on "security analysis" implies a deep, rigorous examination, likely involving formal methods, proofs, and a critical evaluation of existing protocols against this specific criterion. I wonder if the book will explore various attack vectors that exploit a lack of trusted freshness, such as replay attacks, timing attacks, or race conditions, and then present corresponding mitigation strategies. Furthermore, I'm curious about the practical implications. Will the book offer concrete design principles or architectural patterns for building protocols that are inherently robust in terms of freshness? It could potentially bridge the gap between theoretical cryptographic concepts and their real-world implementation in secure systems, particularly in distributed and asynchronous environments where ensuring freshness is a significant challenge. The title evokes a sense of depth and intellectual rigor, promising to shed light on a vital aspect of cryptographic security that is essential for the integrity and reliability of modern digital communications and transactions.

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《密码协议：基于可信任新鲜性的安全性分析》一开始就吸引了我。我一直对信息安全领域，特别是加密协议的底层原理和安全性分析很感兴趣，而“可信任新鲜性”这个概念听起来非常有深度。它似乎不仅仅是关注数据是否被篡改，更进一步探讨了数据在特定时间点上的有效性和可靠性，这在很多实际应用场景下至关重要，比如数字签名、时间戳服务、分布式账本技术等。我想象着书中会深入剖析现有加密协议的弱点，并提出如何通过引入“可信任新鲜性”来增强它们的鲁棒性。这可能涉及到对一些经典密码学概念的重新审视，以及对新兴安全威胁的预测和应对。我尤其期待书中能够提供一些具体的分析框架和方法论，能够指导我如何去评估和设计一个在“可信任新鲜性”方面表现出色的密码协议。毕竟，理论上的讨论固然重要，但能够转化为实际操作的指导才是更有价值的。书名中“安全性分析”这四个字也预示着这本书会包含大量的理论推导、形式化证明，甚至可能涉及一些复杂的数学模型。我不知道我的数学基础是否足够应对，但挑战本身也充满了吸引力。总而言之，这本书的书名给我一种既权威又前沿的感觉，让我对接下来的内容充满了期待，希望能从中获得深刻的见解和实用的知识，为我在信息安全领域的学习和研究打下更坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

"密码协议：基于可信任新鲜性的安全性分析"——光是这个书名，就足够让一个对信息安全领域有着浓厚兴趣，并且尤其关注协议设计和安全保障的人，产生强烈的求知欲。我脑海中浮现出的是一本深入探讨“可信任新鲜性”这一概念如何成为加密协议安全基石的著作。这不仅仅是关于防止信息被窃听或篡改，更是关于如何确保信息在特定时间点上的有效性和可靠性。我想象着书中会详细阐述，在面对分布式系统、网络延迟、以及可能存在的恶意攻击者时，我们如何能够“信任”一个信息是“新鲜”的。这可能涉及到对现有协议进行重新审视，分析它们在“新鲜性”方面存在的潜在漏洞，并提出改进方案。这本书是否会提出一种全新的、量化的方法来评估协议的“可信任新鲜性”？是否会深入探讨一些新兴的密码学技术，例如带有时间限制的加密、拜占庭容错机制，或者其他能够确保信息时间属性的技术，并分析它们在协议安全中的作用？“安全性分析”这部分，我期待能够看到严谨的逻辑推导，甚至可能是形式化的证明，来阐述如何通过引入“可信任新鲜性”来提升协议的整体安全性。这无疑是一本能够启发思考，拓展视野，并可能对密码协议设计产生深远影响的学术性著作。