第三章 协议规范描述

3.1 概述

1、协议形式化描述技术

（1）能够提供严格的语法和语义定义，可以更准确、简明地描述协议的特征，为协议开发提供坚实基础；

（2）使用逻辑的方法不但能够提供无二义性的描述，而且能够对描述进行形式分析，提高协议设计的可靠性和鲁棒性；

（3）协议的研究开发独立于非形式的自然语言文本和最终实现代码，避免了协议验证测试的复杂性；

（4）支持协议工程活动的各个环节的实现和自动化，特别是协议综合、验证、自动实现和一致性测试，大大提高协议实现和维护能力。

2、两大类形式化描述技术

形式描述模型

形式描述语言

3、目前协议逆向工程领域缺乏对协议逆向目标的形式化定义，严重制约了协议逆向分析技术的发展。一方面，已有技术对报文结构、字段语义及其取值约束信息考虑不足，协议规范不够准确，完备；另一方面，对状态变迁和协议格式的定义相互独立，使得对协议格式提取阶段和状态机推断阶段的研究难以衔接，限制了协议逆向的自动化程度。

4、协议由协议实体和通道组成，协议实体之间利用通道事件进行通信。只以协议实体的报文及交换时序（即协议规范）为逆向分析对象。

5、在形式描述模型中，对协议数据单元的定义一般基于抽象数据类型。抽象数据类型是与表示无关的数据类型。其定义并不描述类型是如何实现的，而仅仅描述将操作符应用到该类型的数值上时产生何种结果。

3.2 协议规范描述需求分析

1、一个协议一般由六种元素组成：服务原语和服务原语时序、协议数据单元及其交换时序、协议状态、协议事件、协议变量、协议操作及谓词。

2、为了方便描述，通常将单个报文的格式称为报文格式，而将组成协议的所有报文格式统称为协议格式。

3、形式化描述技术对协议规范进行定义，仍存在两方面缺陷：

1）采用扩展巴科斯范式定义协议格式，仅能表示字段边界和报文结构，无法对字段语义和取值约束进行描述；

2）缺乏对包含协议格式和协议状态机信息的完整协议规范的定义。

3.3 高阶属性文法

3.3.1 协议格式分析

协议格式是对协议报文词法、语法和语义的约定。

语义可分为静态语义（控制语义）和动态语义（操作语义）