密码协议：基于可信任新鲜性的安全性分析(英文版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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董玲，陈克非 著

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• Security Analysis
• Network Security
• Information Security
• Protocol Design
• Applied Cryptography

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040313314

商品编码：29692277736

包装：精装

出版时间：2011-10-01

基本信息

书名:密码协议：基于可信任新鲜性的安全性分析(英文版)

：48.00元

售价：32.6元,便宜15.4元,折扣67

作者:董玲,陈克非

出版社：高等教育出版社

出版日期：2011-10-01

ISBN：9787040313314

字数：

页码：373

版次：1

装帧：精装

开本：16开

商品重量：0.763kg

编辑推荐

内容提要

《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 Introductioof Cryptographic Protocols
1.1 Informatiosecurity and cryptography
1.2 Classes of cryptographic protocols
1.2.1 Authenticatioprotocol
1.2.2 Kev establishment protocol
1.2.3 Electronic merce 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 oprimitives
2.4.2 Attacks oprotocols
2.4.3 Security of protocols
2.4.4 Analysis methods for protocol security
2.5 Communicatiothreat 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 Desigof Protocols
3.1 Introductioof 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 Applicatioenvironment 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 associatioof time-variant parameter
3.3.3 Data integrity protectioof 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 putational model
4.1.2 Security definitions
4.2 Security mechanism based otrusted freshenss
4.2.1 Notions
4.2.2 Freshness principle
4.2.3 Security of authenticatioprotoc01
4.2.4 Manual analysis based otrusted freshness
4.2.5 Applicatioof security analysis based otrusted freshness
4.3 Analysis of classic attacks
4.3.1 Maithe middle attack
4.3.2 Source-substitutioattack
……
5 Security Analysis of Real World Protocols
6 Guarantee of Cryptographic Protocol Security
7 Formalism of Protocol Security Analysis
8 Desigof Cryptographic Protocols Based oTrusted
9 Automated Analysis of Cryptographic Protocols
Index

作者介绍

文摘

Over the ages，informatiowas typically stored and transmitted opaper，whereas much of it now resides omagic media and iS transmitted via puter works.As we all know.it iS much easier to copy and alterinformatiostored and transmitted electronically thathat opaper.Infor-matiosecurity intends to provide security services for informatioidigitalform·Informatiosecurity objectives include confidentiality，data integrity，authentication，non-repudiation，access control，availability，fairness and SO on·Computer and work security research and development foCUS othefirst four general security services，from which other security services，such as access control，and fairness cabe derivedwhich 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 informatiofrom aU but those authorized to have it.That is，the informatioia puter systeror transmitted informatiocannot be prehended by unau- thorized parties·Secrecy IS a term synonymous with confidentiality and privacy.
……

序言

《密码协议：基于可信任新鲜性的安全性分析》 引言 在信息安全飞速发展的今天，密码协议作为保障通信和数据安全的核心技术，其重要性不言而喻。从日常的在线支付到国家级的机密通信，都离不开强大而可靠的密码协议。然而，随着技术的发展和攻击手段的不断演变，传统的密码协议在面对日益复杂的威胁时，其安全性也面临着前所未有的挑战。特别是在分布式系统、物联网以及高度互联的云环境中，信息的“新鲜性”——即确保接收到的信息是当前有效且未被篡改或重放的——成为了一个至关重要的安全属性。 本书《密码协议：基于可信任新鲜性的安全性分析》正是聚焦于这一关键领域，深入探讨了密码协议的安全设计与分析，并特别强调了“可信任新鲜性”在其中的核心作用。本书并非对已有密码协议进行简单罗列或基础性介绍，而是以一种更为专业和深入的视角，剖析了现代密码协议在实际应用中所面临的安全性挑战，并提出了一套基于“可信任新鲜性”的分析框架，旨在为设计、实现和验证更安全、更具弹性的密码协议提供理论指导和实践参考。 核心概念：可信任新鲜性 在深入本书内容之前，理解“可信任新鲜性”这一核心概念至关重要。在信息系统中，新鲜性通常指的是数据的时效性，即信息是最近产生的、未被过时的数据所取代。然而，在密码协议的语境下，“可信任新鲜性”则被赋予了更深层次的安全含义。它不仅仅关乎信息的时效性，更关乎信息的完整性、真实性和防重放性。 一个“可信任新鲜性”的密码协议，应该能够保证： 1. 防重放攻击（Replay Attack Prevention）：攻击者截获合法的通信片段，并在稍后将其再次发送，以欺骗接收方。一个具备可信任新鲜性的协议，应能够有效地检测并阻止这种重放攻击，确保只有首次有效的信息才能被接受。 2. 防篡改（Tamper-Proofing）：通信内容在传输过程中不被恶意修改。如果信息被篡改，接收方应能够检测到。 3. 防假冒（Impersonation Prevention）：确保通信的另一方是其声称的合法身份，而非冒充者。 4. 时效性（Timeliness）：接收到的信息是当前有效的，而非来自过去某个时刻的过期信息。这在许多需要实时决策或状态同步的场景下尤为关键。 本书的核心贡献在于，它不再将新鲜性视为一个独立于协议设计之外的附加属性，而是将其融入到密码协议的整体安全模型和分析框架中。通过引入“可信任新鲜性”作为安全度量的基石，本书能够更有效地识别和防范那些隐藏在看似安全协议下的新型攻击。 本书的分析框架与方法论 《密码协议：基于可信任新鲜性的安全性分析》采用了一种系统性、理论与实践相结合的方法论来构建其分析框架。本书深入探讨了以下几个关键方面： 1. 形式化验证（Formal Verification）：这是本书方法论的核心。传统的密码协议分析往往依赖于直观的推理和非形式化的论证，这在面对复杂的交互和微妙的攻击时可能显得力不从心。本书则积极倡导并运用形式化验证技术，通过数学模型和逻辑推理来证明协议的安全性属性。这意味着协议的安全性不再是“看起来安全”，而是“被证明安全”。 模型构建：本书将详细阐述如何为密码协议建立精确的形式化模型，这些模型能够捕捉协议的通信过程、状态转移以及参与者的行为。 安全属性定义：针对“可信任新鲜性”的关键方面，本书将提供清晰的形式化定义，例如如何用数学语言描述“防重放”或“时效性”。 定理证明：利用先进的定理证明器或模型检查工具，本书将展示如何自动或半自动地证明协议在特定安全模型下是否满足预期的安全属性。 2. 可信任新鲜性的具体实现机制：本书不仅仅停留在理论层面，更会深入探讨在实际的密码协议设计中，如何有效地实现“可信任新鲜性”。这包括但不限于： 时间戳（Timestamps）：如何安全地使用时间戳来保证信息的时效性，以及如何应对时间戳可能面临的攻击（例如，时钟同步问题、对时间戳的篡改）。 随机数（Random Numbers）：强调高质量随机数在生成唯一会话标识符、一次性密钥或Nonce（Number Used Once）中的作用，这些元素是防重放攻击的关键。 序列号（Sequence Numbers）：通过维护有序的序列号，接收方可以检测到不按顺序到达的消息，从而发现重放攻击。 挑战-响应机制（Challenge-Response Mechanisms）：利用服务器发送给客户端的随机挑战，客户端必须生成一个依赖于挑战的响应，这能有效防止重放攻击。 基于证书的机制：探讨如何在证书授权机构（CA）的信任模型下，利用证书来验证身份和信息的时效性。 3. 新型密码协议的设计原则：基于对“可信任新鲜性”的深刻理解，本书将提出一套指导性的设计原则，用于构建面向未来的密码协议。这些原则可能包括： 最小特权原则（Principle of Least Privilege）：协议参与者只应拥有完成其任务所必需的最少权限，以限制潜在的损害范围。 明确的安全性假设（Explicit Security Assumptions）：清晰地阐述协议所依赖的密码学原语（如加密算法、哈希函数）以及数学难题的计算复杂度假设。 透明的失败模式（Transparent Failure Modes）：当协议无法保证安全性时，应以可预测和易于理解的方式失败，而不是默默地被攻破。 模块化设计（Modular Design）：将协议分解成独立的功能模块，便于理解、分析和重用。 4. 与现有密码学技术的融合：本书不会孤立地讨论“可信任新鲜性”，而是将其与现代密码学的其他重要组成部分相结合，例如： 对称加密与非对称加密：探讨如何在不同场景下有效地结合使用这两种加密方式，以平衡性能和安全性。 数字签名：如何利用数字签名来保证消息的完整性和来源的真实性，并与新鲜性机制协同工作。 密钥交换协议：分析Diffie-Hellman密钥交换等协议在保证新鲜性方面的作用和局限性。 零知识证明（Zero-Knowledge Proofs）：可能探讨零知识证明在无需暴露敏感信息的前提下，证明某些属性（包括新鲜性）的可能性。 本书的研究视角与贡献 《密码协议：基于可信任新鲜性的安全性分析》的独特之处在于其对“可信任新鲜性”的战略性定位。本书认识到，许多看似安全的密码协议，在实际部署后之所以会暴露出安全漏洞，其根本原因往往在于未能充分考虑或有效地实现“新鲜性”这一至关重要的属性。攻击者常常利用协议在处理过期信息、重复利用旧会话或身份标识方面的疏忽，来绕过原有的安全防护。 本书的研究视角将是： 从攻击者的视角出发：理解攻击者是如何利用信息的新鲜性漏洞来发起攻击的，从而反向指导协议的设计。 理论与实践的桥梁：连接抽象的安全模型与具体的协议实现，提供可操作的设计指南和分析工具。 面向未来的安全性：不仅关注当前已知的威胁，更致力于构建能够抵御未知或新兴攻击的健壮协议。 统一的安全度量：将“可信任新鲜性”作为衡量密码协议安全性的一个统一维度，从而实现更具普适性的安全评估。 本书的贡献将体现在： 为密码协议设计者提供一套更完善的安全设计框架，能够系统性地考虑和解决新鲜性问题。 为密码协议分析师提供一种更强大的分析工具和方法论，能够更精准地识别协议中的安全隐患。 推动密码协议研究向更深层次、更贴近实际应用的方向发展，特别是在分布式和动态环境中。 提升信息安全领域的整体安全水平，减少因协议设计缺陷而导致的重大安全事件。 潜在的应用领域 本书提出的分析框架和设计理念，对于广泛的应用领域都具有重要的指导意义： 分布式系统与云计算：在这些环境中，节点之间频繁通信，状态信息需要实时更新，新鲜性的保证尤为关键。 物联网（IoT）：大量资源受限的设备需要进行安全通信，轻量级的安全协议需要巧妙地处理新鲜性问题。 区块链与分布式账本技术：确保交易的不可重复和时效性是区块链安全性的基石。 安全通信协议（TLS/SSL, SSH等）：对这些广泛使用的协议进行更深层次的安全性分析和改进。 身份认证与授权系统：防止会话劫持和凭证重放攻击。 实时数据处理与金融交易：确保信息的即时性和不可篡改性。 结论 《密码协议：基于可信任新鲜性的安全性分析》是一部致力于解决现代密码协议安全性挑战的开创性著作。它将“可信任新鲜性”提升到核心安全属性的高度，并通过引入先进的形式化验证技术和系统性的分析框架，为构建更强大、更具弹性的密码协议提供了坚实的理论基础和实践指导。本书的目标是帮助研究人员、工程师和安全专家更深刻地理解密码协议的安全本质，更有效地设计和评估面向未来的安全解决方案，从而为日益复杂和互联的信息世界筑牢安全屏障。通过本书，读者将能够掌握一种全新的视角来审视密码协议的安全，并为自己在信息安全领域的探索和实践增添重要的理论武器。

评分☆☆☆☆☆

从一个刚接触网络安全领域的新手角度来看，这本书的挑战性是巨大的，但回报也是丰厚的。它并没有刻意降低理解门槛，而是直接展示了行业内最前沿、最细致的安全分析工作。我花了相当长的时间去消化其中关于状态机模型和形式化验证的部分。然而，一旦这些核心概念被掌握，你会发现之前那些晦涩难懂的安全漏洞报告和论文突然变得清晰起来。作者似乎非常擅长将高度专业化的概念，通过一系列精心设计的例子来具象化。例如，书中对于重放攻击和时间窗口依赖的分析，用几个简单的场景就说明了引入“新鲜性”检查的必要性。这本书更像是为那些准备深入密码学应用层面的工程师准备的“进阶指南”，它迫使你不仅仅停留在“加密和签名”的表面，而是要深入到“信息如何被接收和信任”的核心问题上。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格非常独特，它不像传统教科书那样平铺直叙，反而带有一种强烈的“辩论性”色彩。作者似乎总是在与那些“不够安全”的传统协议进行对话，并逐步展示出引入“可信新鲜性”的优越性。这种对比和论证的方式，使得阅读过程充满了发现的乐趣。我特别喜欢它在介绍每一种新协议结构时，都会先回顾旧有结构的缺陷，这使得新知识的引入显得水到渠成，逻辑上不可抗拒。在涉及协议的鲁棒性分析时，作者对各种异常情况（如网络延迟、时钟漂移等）的考虑详尽得令人称奇。这已经超越了标准的安全分析范畴，进入了系统可靠性工程的领域。对于那些在设计金融交易系统或关键基础设施通信协议的专业人士来说，这本书提供的细致入微的风险规避策略是无价之宝。

评分☆☆☆☆☆

这本关于安全协议的著作，从一个非常实际的角度切入，让我对信任机制的构建有了全新的认识。作者并非仅仅停留在理论的探讨上，而是将“可信新鲜性”这一核心概念，贯穿于整个安全分析的框架之中，构建了一个逻辑严谨的分析体系。阅读过程中，我能感受到作者在处理复杂协议时的那种细致入微，每一个协议步骤的潜在风险点都被剖析得淋漓尽致。特别是在面对现代分布式系统和物联网场景时，传统的安全模型显得力不从心，而这本书提供的基于时间戳和状态同步的解决方案，无疑为我们指明了新的方向。它不仅仅是一本教科书式的参考资料，更像是一位经验丰富的工程师在分享他的实战心得。那种将抽象的安全概念转化为具体、可验证的协议设计原则的过程，是全书最吸引人的地方。我尤其欣赏作者对于不同攻击模型的分类和应对策略的阐述，使得读者能够清晰地辨别出哪些安全属性是可以通过协议设计来保证的，哪些则需要更深层次的系统级支持。

评分☆☆☆☆☆

我被这本书的深度和广度所震撼，它远超我预期的安全协议分析深度。通常这类书籍容易陷入对特定算法的罗列和描述，但此书的重点显然在于“如何证明一个协议是安全的”，而不是“这个协议使用了什么技术”。“可信新鲜性”的引入，使得我们审视协议时，必须考虑信息随时间的有效性和未被篡改的可能性，这极大地提升了分析的维度。书中的数学模型推导严密，逻辑链条清晰，即便是对于一些涉及复杂信息论的证明部分，作者也提供了非常直观的解释，帮助读者理解背后的直觉。我发现，许多我过去认为理所当然的安全假设，在作者的框架下被重新审视和质疑。这促使我反思自己以往在设计或评估安全系统时的盲点。对于希望在密码学理论和工程实践之间架起桥梁的研究者或高级开发者来说，这本书无疑是宝贵的资源，它教会的不是一套固定的方法，而是一种批判性的安全思维模式。

评分☆☆☆☆☆

对于长期从事信息安全架构工作的人而言，这本书提供的不仅仅是理论，更是一种思考的范式转变。它明确地指出了在后量子时代，以及面对日益复杂的攻击面时，传统基于身份认证的安全模型所固有的局限性。“新鲜性”不再是一个可选项，而是构成信任基石的必要条件。书中对协议层面的状态管理和去中心化环境下的时间同步难题的探讨尤为精彩，这些都是在主流安全文献中常常被一笔带过的内容。作者对于协议的完备性和安全性证明的严谨性要求，使得我们必须以一种近乎偏执的态度来审视我们正在部署的每一个安全层。读完之后，我感觉自己对“信任”这个词汇的理解都变得更加审慎和结构化了，这是一种对底层安全假设进行深度重构的体验。