明确推理系统 - 数据独立技术在CSP协议模型中的设计

　　(2)明确推理系统
 
　　协议模型中的代理进程是标准类型进程且易于进行满足PosConjEqT′c条件的特性检测。但Intruder进程可以依靠推理系统指定产生或破坏信息的规则，这一特性决定了其更为复杂。
　　
　　如果推理系统满足这样的条件，即对于类型间的任意函数φ：T1→T2，只要(X,f)是系统产生的适用于类型T1推论，则(φ(X)，φ(f))就是适用于T2的推论，进而称该推理系统与这些类型参数T明确相关。其中要求推理的产生在T上对称(也就是平等对待T的所有成员)并且对出现在推理左边的T成员不再具有不等的要求。

   　 从上述定义可以确定这样的性质：如果在明确推理系统中建立攻击者，并且攻击者的初始知识集不包含对于类型T成员(除了常数C)的非等价测试，那么该进程满足PosConjEqT′c条件(并且因此，整个协议模型满足网络其他部分的条件)。

　　可以看出系统成分是否满足上述性质对研究至关重要。只有满足这些条件才能够在协议分析的CSP模型中构造更为复杂的事件。

　　(3)Roscoe数据独立技术的意义

　　Roscoe在文献中引入了NM进程，负责产生系统所需的无眼新鲜值。那么在以前运行中，一个进程要在每一次输出通信时产生一个新鲜值v；而现在就会将这次通信变为向该进程输入v，并且要求其与相应的NM进程同步。

　　为了满足新鲜值的惟一性和新鲜性，引入的NM进程需进行下列操作：存储所有发送的新鲜值，相同的新鲜值只发送一次，不发送属于攻击者的新鲜值。显然这些操作并不满足PosConjEqT条件。

　　Roscoe没有单独使用NM进程进行无限新鲜值的分发，而是应用数据独立技术，在NM进程中执行Collapse转换，通过转换从有限集生成无限新鲜值。

　　Roscoe的数据独立技术提供了这样的理论基础：若系统的所有成分满足PosConjEqT′c条件，则大协议系统中转换前的全部行为(就系统迹而言)可以用经过映射的相应的有限系统描述。这一技术保证了可以在大协议中应用非单映射转换，将问题简化为相应的有限系统。

　　3 数据独立技术在CSP协议模型中的设计
   
　　数据独立技术使模型检测器的证明更加完整，因为它的应用使大协议的建模成为可能。

　　3．1 协议模型的扩展
 　　
　　为了解决验证的局限性，需要系统代理能够在实际类型保持有限的情况下，调用无限的不同的新鲜值。沿用Roscoe的方法，引入Manager进程扩展CSP协议模型。与以前的协议模型相比，该模型引入了Manager进程。此进程与Intruder进程相互配合以实现新鲜值的循环利用，因此可视为新鲜值的循环机制。可以说，该模型是对Roscoe文献的一个扩展和细化，可以证明其满足PosConjEqT′c条件：
   
　　(1)进程中的数据类型随机数Na、Nb和密钥Kdo均为数据独立类型。
   
　　(2)可信代理进程为标准类型进程，满足PosConjEqT′c条件。
  
　　(3)攻击者进程在明确推理系统中建立，并且其初始知识集不包含对类型T成员(除了常数C)的非等价测试，满足P0sConjEqT′c条件。

　　因此该系统中转换前全部行为可以用经过映射的、相应的有限系统描述。也正基于此，可以在无限新鲜值的产生过程中应用非单映射转换，从而将其简化为相应的有限过程，以形成完整的形式化描述。

　　3．2 协议各对象的描述
　　
　　对于每一个新鲜值引入对应的Manager进程，取消可信代理分发新鲜值的能力，只在单次运行期间存储新鲜值，并要求其在完成协议一次运行时“遗忘”所有存储的新鲜值。当新鲜值v不再被可信参与者所知(存储)时，称v被“遗忘”。攻击者能够存储在网络中所见的所有新信息。为了能够产生无限的新鲜值，可以对攻击者存储的新鲜值应用collasphag函数，从而启动所提出的新鲜值循环机制。即当新鲜值v在网络中被“遗忘”时可以被循环再利用。一旦该值被循环利用，相应的Manager进程可以在网络中再次将其作为新鲜值使用。

　　(1)可信进程
　　
　　在扩展的CSP协议模型中，进程描述如下：

 

　　扩展后的描述主要有三处变动：第一，进程被定义为递归进程，表示Initiator可以执行无限数量的序列运行；而在之前的模型描述中，进程在SKIP终止。第二，新鲜Nonce NA不再是参数，而是来自集合NonceF(通过定义，进程可以接收该集合中的任意值)；之后将会介绍Manager进程如何终止这些值的产生。第三，添加了close事件表示进程重新开始执行初始状态。该事件标志着进程一次运行的结束，在新鲜值的循环机制中发挥重要作用。