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基于Java的DTLS协议实现与安全性分析

作　者: 吴祥业
导　师: 权义宁
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: DTLS 握手协议记录层 PureTLS 形式化分析认证测试
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 7次
引　用: 0次
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内容摘要

近几年来出现了许多基于不可靠的数据报传输的应用程序。这些应用都是对延迟敏感的程序，包括Internet电话，实时视频会议和在线游戏，比如Startcraft和Quack。然而，SSL/TLS协议是基于TCP的安全协议，不支持基于UDP的数据传输，因此实现支持UDP的Datagram TLS安全协议成为网络安全的一个研究热点。论文研究了DTLS协议和安全协议形式化分析方法，重点分析了DTLS协议的记录层和握手协议层分层模型，并在此基础上利用基于Java的PureTLS软件包设计和实现了DTLS协议，最后用基于串空间模型的认证测试方法验证了DTLS协议。论文的主要工作如下：(1)研究了DTLS协议原理，针对数据完整性、保密性和认证属性这三个安全协议特性详细分析了DTLS协议分层模型，其中主要分析了DTLS握手协议和记录层协议。(2)在Linux平台上用Java设计和实现了DTLS协议，在PureTLS工具箱下对DTLS协议进行了测试，并对其测试结果进行了详细分析。(3)研究了串空间以及基于串空间模型的认证测试方法，利用基于串空间模型的认证测试方法验证了DTLS协议，结果表明DTLS协议客户端与服务器端在彼此的身份上达成认证。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 课题研究背景  7-8
  1.2 国内外研究现状与发展  8-11
    1.2.1 DTLS 协议的研究现状  8-9
    1.2.2 安全协议形式化分析的研究现状  9-11
  1.3 课题研究的目标和内容  11-12
  1.4 本文主要工作和结构  12-13
第二章 DTLS 协议的分析  13-23
  2.1 DTLS 协议原理  13-14
    2.1.1 DTLS 协议概述  13
    2.1.2 DTLS 协议结构  13-14
  2.2 DTLS 协议分层模型  14-22
    2.2.1 记录层协议  14-17
    2.2.2 握手协议  17-21
    2.2.3 改变密码规格协议  21
    2.2.4 警告协议  21-22
  2.3 本章小结  22-23
第三章基于 Java 的 DTLS 协议设计与实现  23-49
  3.1 PureTLS 工具箱  23-24
    3.1.1 概述  23
    3.1.2 PureTLS 模块结构  23-24
  3.2 PureTLS 的 DTLS 协议设计  24-31
    3.2.1 握手协议模块  24-30
    3.2.2 记录层协议模块  30-31
  3.3 PureTLS 的 DTLS 协议实现  31-40
    3.3.1 主要函数功能  31-32
    3.3.2 DTLSSocket 类  32-33
    3.3.3 DTLSHandshakeClient 类  33-36
    3.3.4 DTLSHandshakeServer 类  36-40
    3.3.5 DTLSRecord 类  40
  3.4 测试及结果分析  40-48
    3.4.1 测试环境  40
    3.4.2 测试目标  40-41
    3.4.3 测试结果与分析  41-48
  3.5 本章小结  48-49
第四章 DTLS 协议安全分析  49-67
  4.1 安全协议分析方法  49-62
    4.1.1 基于模态逻辑技术的分析方法  49-51
    4.1.2 基于模型检测技术的分析方法  51-56
    4.1.3 基于定理证明的分析方法  56-60
    4.1.4 认证测试方法  60-62
  4.2 基于认证测试方法的 DTLS 协议的验证  62-65
    4.2.1 DTLS 协议形式化描述  62-63
    4.2.2 DTLS 协议认证性验证  63-65
  4.3 本章小结  65-67
第五章结束语  67-69
  5.1 总结  67
  5.2 展望  67-69
致谢  69-71
参考文献  71-74

基于Java的DTLS协议实现与安全性分析

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