认证协议是安全协议中最基本、最重要的一种,其目标是实现通信实体的身份认证和在通信实体间分发会话密钥。对认证协议的攻击形式有很多,但已构成的攻击事例中,百分之九十以上是重放攻击和类型缺陷攻击。本文以基于抗重放攻击和类型缺陷攻击的认证协议为研究对象,从非形式化和形式化两个方面进行研究。在非形式化方面,本文提出了一套抗重放和类型缺陷攻击的认证协议的设计原则和方法;在形式化方面,本文对BAN逻辑的初始假设和消息含义推理规则进行了改进。本文的主要创新点有:1.在对大量的认证协议受重放攻击的事例进行归纳,并对重放攻击的原理进行分析的基础上,提出了一套抗重放攻击的认证协议的设计原则和方法。2.在类型缺陷攻击方面,发现各种改进都不能从根本上避免类型缺陷攻击的缺陷,文中提出消息能不加密的尽量不加密原则。如:很多认证主体和服务器用共享密钥加密消息的协议,可以通过改进,只由一方加密消息,同样能达到相同的目标,而且可以彻底避免类型缺陷攻击的缺陷。3.对BAN逻辑的初始假设进行改进,提出了两条寝始假设推理规则,将初始假设分为公理初始假设和定理初始假设。这既保证了初始假设的正确性,又避免了将所有的初始假设都放入BAN逻辑的逻辑推理中去,那样会使BAN逻辑的推理规则繁杂,走入GNY逻辑的僵局,即:复杂而不实用。4.对BAN逻辑的消息含义推理规则进行改进,增加新鲜性因素和主体识别标号,从而能使BAN逻辑在分析认证协议的重放攻击和类型缺陷攻击方面的能力有所加强。