Formal Verification and Standardization of Security Protocols

Julkaisun otsikon käännös: Salausprotokollien formaali verifiointi ja standardointi

Aleksi Peltonen

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Suojattu viestintä avoimissa verkoissa on olennaista monille nykyaikaisille tietojärjestelmille. Aiemmin keskitetyt arkkitehtuurit ovat entistä riippuvaisempia hajautetuista järjestelmistä ja niiden välisestä tiedonsiirrosta Internetin välityksellä. Tämän seurauksena turvallisten, luotettavien ja tehokkaiden salausprotokollien tarve on kasvanut merkittävästi. Kysyntää lisää entisestään uusien teknologioiden, kuten esineiden internetin, ilmaantuminen. Aiemmin itsenäisten laitteiden vaaditaan nyt toimivan vuorovaikutuksessa keskenään tai muodostavan yhteyden etäpalvelimiin. Lukuisat tietoturvahyökkäykset ovat osoittaneet, että yhä monimutkaisempien järjestelmien tietoturvariskien havaitseminen on vaikeaa ja ne voivat jäädä huomaamatta jopa vuosien ajan. Tämä väitöskirja osoittaa, kuinka formaalia verifiointia voidaan käyttää kryptografisten protokollien kehitys- ja standardointiprosessin aikana kriittisten haavoittuvuuksien välttämiseen ja ongelmien havaitsemiseen. Formaalit verifiointimenetelmät mahdollistavat protokollien tietoturvan analysoinnin jo ennen niiden käyttöönottoa. Näillä menetelmillä voidaan varmistaa, että ainakin yleiset haavoittuvuudet ja suunnitteluvirheet vältetään. Tämä on erityisen tärkeää standardointiorganisaatioille, kuten Internet Engineering Task Force (IETF) ja 3rd Generation Partnership Project (3GPP), koska jo standardoidun protokollan päivittäminen on hidasta ja monimutkaista. Tässä väitöskirjassa arvioidaan sekä laajalti käytettyjen protokollien että työn alla olevien luonnosten turvallisuutta. Käytämme kahta viimeisintä tekniikkaa edustavaa verifiointityökalua, ProVerif ja Tamarin prover, mallintamaan kryptografisia protokollia ja analysoimaan niiden tietoturvaa. Identifioimme identiteettien väärinsitomisen mahdollistavan hyökkäyksen laitteiden yhdistämiseen käytettävissä protokollissa. Tapaustutkimuksemme esittelee useita muunnelmia hyökkäyksestä protokollissa, kuten Bluetooth, Device Provisioning Protocol (DPP), Wi-Fi Direct ja Nimble Out-of-Band Authentication for EAP (EAP-NOOB). Lisäksi osoitamme, että samat hyökkäykset ovat mahdollisia kaikissa vastaavissa protokollissa, jotka käyttävät fyysistä hallintaa identiteettien todennusta varten. Analysoimmemyös kattavasti kahden mobiiliverkoissa käytettyjen protokollien (Remote SIM Provisioning ja 5G handover) turvallisuutta. Lopuksi esittelemme äskettäin standardoidun EAP-NOOB protokollan ja kerromme, kuinka formaalia verifiointia käytettiin sen standardointiprosessin ajan tietoturvatavoitteiden ymmärtämiseen ja mahdollisten haavoittuvuuksien tunnistamiseen.
Julkaisun otsikon käännösSalausprotokollien formaali verifiointi ja standardointi
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Aura, Tuomas, Vastuuprofessori
  • Sethi, Mohit, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-1333-4
Sähköinen ISBN978-952-64-1334-1
TilaJulkaistu - 2023
OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

Tutkimusalat

  • formaali verifiointi
  • salausprotokollat
  • standardointi

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Salausprotokollien formaali verifiointi ja standardointi'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä