43、Maude-NPA 中的顺序协议组合

Maude-NPA 中的顺序协议组合

1. 引言

在密码协议安全领域，协议组合时常常会出现诸多问题。一个在特定环境下正常工作的协议，与新协议在新环境中组合时可能会失败，原因可能是其保证的属性不适用于新环境，或者组合过程处理不当。

理解协议组合的重要性早已得到认可，有不少逻辑系统支持对其进行推理，如协议组合逻辑（PCL）、协议推导逻辑（PDL），以及协议推导助手（PDA）和密码协议形状分析器（CPSA）等工具。这些工具可用于判断协议保证的属性是否满足需求。

然而，在协议模型检查中处理组合问题的关注相对较少。模型检查能深入了解协议组合的成败原因。通常，组合协议的期望属性较易明确，而组件的属性可能不太清晰。使用模型检查器试验不同组合及其结果，有助于明确子协议和组合的实际需求。

本文提出了 Maude - NPA 中顺序协议组合的语法和操作语义。Maude - NPA 是基于统一和缩小的反向搜索的协议规范与分析工具。顺序组合是密码协议中最常见的组合方式，即一个或多个子协议利用父协议运行获得的信息。我们通过自然扩展 Maude - NPA 的操作语义来实现顺序组合，并通过简单的程序转换实现协议组合语义，同时证明了转换相对于语义的正确性和完备性。

2. 两个示例

• 单父单子协议组合 ：该示例基于 Needham - Schroeder - Lowe（NSL）协议。参与者先使用 NSL 协议协商一个秘密随机数 $N_A$，流程如下：

  1. $A \to B : {N_A, A}_{pk(B)}$
  2. $B \to