33、信息安全与并发计算中的名义演算

信息安全与并发计算中的名义演算

1. 信息安全问题概述

信息安全领域主要聚焦于两个关键问题：
- 数据包保护问题 ：研究过滤路由器和防火墙，以实现特定的安全目标。
- Dolev - Yao 问题 ：探讨在存在主动攻击者的情况下，如何实现认证和机密性目标。

针对这两个问题，采用了相同的解决方法：
1. 确定安全目标 ：识别出一类能够涵盖人们实际所需安全服务的安全目标。
2. 引入数学模型 ：运用有向图、布尔代数和自由生成代数等简单数学建模概念。
3. 形式化与算法开发 ：将安全目标形式化，并开发证明技术和算法，以确定哪些策略或协议能够达成这些目标。

这些问题是安全管理的基础工作，尽管看似平淡无奇，但在众多机制和系统协同实现安全目标的现实世界中，却至关重要。虽然要确定它们共同实现的目标具有意义颇具难度，但这些问题具有足够的结构，值得进行数学抽象，而这些抽象能系统地指导我们整合各种机制，实现实际的保护。

2. 名义演算简介

在并发计算编程中，面临诸多困难。单台机器上的多线程应用存在死锁和竞态条件等问题；分布式网络中的并发应用还需应对主机部分故障等额外问题；若网络中存在不可信主机，可能需要借助难以设计正确的加密协议来保障安全。而当网络包含移动设备或移动软件时，编程难度进一步增加，需要解决移动对象的通信和安全问题。

名义演算为解决这些安全和移动性问题提供了一种途径，它包含三个相关的并发计算