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随着计算机网络和电子商务的普及,网络安全问题越来越受到重视,而电子商务协议就是解决电子商务中网络安全问题的有效手段之一。虽然电子商务协议使用密码系统来确保其安全性,但是,它们中的漏洞很多时候是由于其设计中可能的逻辑错误所导致的,而不是由于其加密算法不可靠。所以使用逻辑推理的方法来分析电子商务协议变得十分重要,而且是研究的热点。
本文的理论基础来源于国家自然科学基金项目(认识逻辑及其在安全协议设计、验证中的应用,项目编号:60073056)所提出的SPV逻辑(Security Protocol Verifier Logic)。这是一种基于逻辑推理,而且高效的验证逻辑,并且有相应的自动验证工具SPV。
本文首先使用SPV逻辑分析了一类重要的电子商务协议——SET支付协议及其简化版本Lu-Smolka协议,指出了其存在漏洞的原因一是没有对订购信息OI和支付指令PI进行双重数字签名用以证明消息没有被篡改,二是没有对交易的各方进行通信主体的身份认证。然后在此结果上改进了Lu-Smolka协议,使用SPV逻辑分析后得出改进的协议比原协议满足更多的安全性质。
本文接着从另一个角度对电子商务协议的核心基础协议:公平非否认性协议展开研究。在验证和分析了已有的几个不同类型的公平非否认性协议之后,设计了一个新的基offline TTP的公平非否认性协议(Fair Non-Repudiation Protocols with Offiine Trusted Third Party)——FNR协议,然后对该协议使用SPV逻辑进行了手工和自动验证,证明该协议不仅很好满足的公平非否认性协议的设计目标,而且大大降低了由于第三方的不安全性带来的隐患,与目前已有的同类协议相比,FNR协议有更好的安全性质。此外,在研究公平非否认性协议的基础上,本文也第一次发现了SPV逻辑不完备性的实例,并提出了对其进行改进的建议。