Casper/FDR与串空间：物联网通信协议形式化分析的对比与应用

本文主要探讨了Casper/FDR和串空间两种分析方法在物联网通信协议形式化分析中的应用。Casper/FDR是一种基于通信顺序进程(CSP)模型检测的方法，它通过穷举验证协议的有穷状态，一旦发现漏洞，能够自动揭示攻击路径，但其缺点是可能会面临状态爆炸问题，即随着协议复杂度增加，状态数量急剧增长，导致效率下降。 串空间方法作为一种替代手段，通过证明协议的状态空间来确保安全性。这种方法避免了状态爆炸，但其优势在于提供整体的证明，而非具体的攻击路径。在Needham-Schroeder协议的实例中，作者展示了如何运用串空间分析，该协议主体A和B之间的交互涉及到加密操作，然而，由于串空间方法的局限，不能直接确定响应者的身份，这导致协议认证失败。 对比Casper/FDR和串空间，Casper/FDR结合了CSP理论和故障扩散改进检测器FDR，能够提供动态的模型检测，适合发现协议的潜在安全漏洞。而串空间方法更侧重于静态证明，适用于验证协议的整体一致性，但缺乏攻击路径的揭示。 这两种方法各有优劣，适用于不同的安全分析场景。在实际应用中，可能需要根据具体协议的复杂性和安全性需求，灵活选择或结合使用这两种形式化分析方法，以提高分析效率和准确性。同时，本文的研究对于理解和设计更加安全的物联网通信协议具有重要的理论参考价值。