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1、f ：。 l ，0 1 9 6 5 0 0 4 学校代码：1 0 2 5 5 学号：1 0 4 9 5 3 索季大学 博士学位论文 普适计算安全协议的模块设计及C S P 分析 M o d u l e D e s i g na n dC S P a n a l y s i so fS e c u r i t y P r o t o c o lo fU b i q u i t o u sC o m p u t i n g 专业名称：控制理论与控制工程 作者姓名： 指导教师： 完成日期： 杨帆 曹奇英教授 2 0 0 8 年1O 月 ，吨t 卜 1 0 卜 东华大学博十学位论文东华大学学位论文原1
2、 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论 文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中 已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发 表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内 容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 馆薇： 叱 东华大学博士学位论文 东华大学学位论文版权使用授权书 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论
3、文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保 存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密口，在年解密后适用本版权书。 不保密团。 靴敝储轨 日期：彬口解胡E l 指导教师签名： 楸 日期：勋谚碉 _ 、 - 东华大学博十学位论文目录 目录 摘要I A b s t r a c t I I I 第一章引言l 1 1 普适计算安全研究的重要意义l 1 2 普适计算技术及研究现状l 1 3 安全协议及相关技术简介3 1 3 1 安全目标3 1 3 2 安全协议分类4 1 3 3 密码理论与技术5 1 3 4安全协议的弱点。7 1 4 安全协议设计与分析研究现状9 1
4、 5 本文主要工作及章节安排1 4 第二章普适计算安全问题1 6 2 1 桌面计算分析16 2 2 普适计算项目分析2 0 2 3 普适计算安全特点2 5 2 4 小结2 7 第三章普适计算安全目标及实现2 8 3 1 安全目标2 8 3 2 协议的选取2 9 3 2 1认证的密钥交换协议3 0 3 2 2广播安全协议3 7 3 2 3 密钥更新协议3 9 3 3 安全目标实现4 0 3 3 1 网络结构4 0 3 3 2加密算法的选取4 4 3 3 3 密钥管理方法4 5 3 3 4 广播安全4 9 3 3 5密钥更新4 9 3 4 ，J 、结5 0 第四章普适计算安全协议设计5 2 东华大
5、学博士学位论文目录 4 1 安全协议设计方法的缺陷5 2 4 1 1 A N 设计原则5 2 4 1 2 形式化设计方法5 3 4 2 串空间理论5 7 4 2 1基本概念5 7 4 2 2 串空间协议描述5 8 4 3 模块设计方法6 2 4 3 1 概念6 2 4 3 2 协议模块设计6 6 4 3 3 拓展协议源7 2 4 3 4 组合顺序7 4 4 3 5优点7 5 4 4 认证密钥交换协议U C A K E P 设计7 6 4 4 1 选取协议源7 6 4 A 2 认证7 8 4 4 3 密钥交换8 0 4 4 4 隐私保护8 0 4 5 小结8 2 第五章普适计算安全协议的分析8
6、3 5 1 安全协议形式化分析弱点8 3 5 1 1 形式化分析方法8 3 5 1 2形式化分析方法弱点9 0 5 2 完整性证明9 0 5 2 1 符号描述9 l 5 2 2 攻击者9 2 5 2 3 完整性条件9 3 5 2 4 面EI 凋9 4 5 3 安全性分析9 5 5 3 1 基本概念9 6 5 3 2 U C A K E P 的C S P 分析9 9 5 3 3 U C A K E P F D R 模型检测。1 0 5 5 4 d 、结1 0 8 第六章广播安全、密钥更新及性能评估1 0 9 6 1 普适计算广播安全协议U C B S P 1 0 9 6 1 1 协议描述一1 0
7、 9 6 1 2单向函数ll l 6 1 3密钥产生1 1 2 6 1 4 时间同步1l3 6 2 普适计算密钥更新协议U C K R S P l1 6 6 2 1协议描述1 1 7 6 2 2密钥注册1 1 7 。 _ 一 - 东华大学博士学位论文 目录 6 2 3密钥注销1 18 6 2 4 更新密钥的发布1 1 8 6 3 性能评估1 19 6 3 1评估指标1 1 9 6 3 2U C A K E P 性能评估1 2 3 6 3 3U C B S P 性能评估1 2 4 6 3 AU C K R S P 性能评估1 2 7 6 4d 、结1 2 9 第七章结论。1 3 0 参考文献1
8、3 2 攻读学位期间发表的学术论文目录1 4 5 参加的科研项目1 4 7 至5 【谢14 8 一h 东华大学博上学位论文 目录 f I叫J1jII k 东华大学博士学位论文摘要 摘要 普适计算是继大型主机计算、桌面计算后的第三代计算，它将物理 世界与计算世界融合为一体，使得人们与计算的联系空前紧密。 随着各类普适计算项目的出现，人们主要关注的是新技术的应用。 却忽略了更加重要的安全问题，造成越来越多、越来越严重的安全威胁 的出现。相对桌面计算，普适计算安全问题更加复杂和突出，因此对普 适计算安全问题的研究具有重要意义。 安全协议的设计与分析是解决普适计算安全问题的关键技术。人们 在桌面计算环
9、境下，提出了一些安全协议来解决各类安全问题。然而， 桌面计算环境下的安全协议设计与分析方法并不适用于普适计算环境。 主要原因有以下几点： 1 ) 普适计算特点。普适计算有着与桌面计算不同的影响安全要素 的特点。如：普适计算以传感器、嵌入式系统为基本硬件条件， 网络结构通常是动态的，节点常常暴露在不安全的环境中等等。 2 ) 安全协议设计的缺陷。普适计算对安全目标的需求较桌面计算 更为复杂。目前已有的一些协议设计方法尚且难以满足桌面计 算安全需求，对普适计算的安全协议设计更无能为力。 3 ) 安全协议分析的缺陷。对安全协议进行分析的各种方法难以满 足越来越复杂的协议的要求。普适计算安全协议的分析则更加 困难。 因此，本文以普适计算安全协议设计与分析为主要研究对象，对以 下各方面都进行了深入研究： 1 ) 普适计算的安全特点分析； 2 ) 普适计算安全协议设计方法的研究； 3 ) 普适计算安全协议分析方法的研究； 1 h 东华大学博十学位论文摘要 4 ) 普适计算安全协议性能评估。
