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基于AVISPA工具进行NSPK协议分析

一、AVISPA工具介绍

AVISPA分析工具的结构图如图1所示。HLPSL是一种丰富的、模块化的、基于角色

的形式语言，提供了一套包括控制流模式、数据结构、可选择入侵者模式、复杂的安全目标

以及不同的密码初始值和代数性质的说明。这些特性能够使HLPSL很好的描述现代的、工

业化规模的协议。而且，HLPSL不仅支持基于时间片段的逻辑行为的公开语义，还支持基

于重写的中间形式化语言IF。

HLPSL2IF自动将HLPSL语言翻译成IF语言，并将它们依次反馈给测试后端。AVISPA

使用了4种后端分析工具来解决安全协议的确认问题：

（1）OFMC(On-the-flyModel-Checker)：基于IF语言需求驱使的描述，通过探测系统

的变迁，OFMC能够完成协议的篡改和有限制的确认。OFMC支持密码操作的代数性质的

规范，以及各种协议模型。

（2）CL-AtSe（Constraint-Logic-basedAttackSearcher）：CL-AtSe通过强大的简化探测

法和冗余排除技术来执行协议。它建立在模型化的方式上，并且是对密码操作的代数性质的

延伸。CL-AtSe支持输入缺陷探测和处理消息串联。

（3）SATMC（SAT-basedModel-Checker）：SATMC建立在通过IF语言描述的，有限

域上变迁关系的编码的公式，初始状态和状态集合的说明代表了整个协议的安全特性。此公

式将反馈给SAT状态推导机，并且建立的任何一个模型都将转化为一个攻击事件。

（4）TA4SP(TreeAutomatabasedonAutomaticApproximationsfortheAnalysisofSecurity

Protocols)：TA4SP通过树形语言和重写机制估计入侵者的知识。根据不同的必威体育官网网址特性，TA4SP

能够判断一个协议是否有缺陷，或者是几个会合的对话后是否安全。

图1AVISPA工具结构

二、AVISPA工具安装

1

AVISPA工具在AVISPA官方网站上可以下载，运行在Linux操作系统环境下。首先，

下载并安装AVISPAv1.1版本（本文使用AVISPA1.0版本为例），解压安装包到对应目

录；其次，需要设置工具集的环境变量，将

AVISPA_PACKAGE关联到安装包的绝对路径；最后将

avispa脚本语言设置在命令行解释器的执行目录中。例如：

用户想安装AVISPA工具集在/opt路径下，命令如下[5]：

cd/opt

tar-xzf/home/xyz/avispa-package-X.Y_Linux-i686.tgz

exportAVISPA_PACKAGE=/opt/avispa-X.Y

exportPATH=$PATH:$AVISPA_PACKAGE

三、XEmacs模式的使用

（1）XEmacs工具的安装。

AVISPA提供和XEmacs工具的用户友好接口（XEmacs工具是Linux操作系统下的一

种编辑器），它们之间支持用户和AVISPA工具集之间的简单交互。首先，Linux操作系统

需要安装XEmacs编辑器；其次，需要对AVISPA进行设置，使其支持XEmacs模式，命

令如下：

cd/opt/others

tar-xzvfavispa-mode.tgz

cdtemporary-avispa

makeinstall

（2）XEmacs工具按钮。

AVISPAXEmacs模式提供了一套完整而直观的编译环境对安全协议进行说明和