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基于生命周期理論的安全漏洞時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)研究

文檔作者：來明秋王磊磊于博文檔來源：大連理工大學(xué)管理學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年04月27日
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第37卷
VroI．37
第1期
NO．1
計(jì)算機(jī)工程
Computer Engineering
2011年1月
January 201 1
·安全技術(shù)· 文章■號(hào)I l∞o—3428(20llJol—013l—03 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼-A 中田分類號(hào)l TP309
基于生命周期理論的安全漏洞時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)研究
來明秋，王磊磊，于博
(大連理工大學(xué)管理學(xué)院，遼寧大連l 16023)
蔫要：為合理、科學(xué)地識(shí)別信息安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中安全漏洞的真實(shí)危害程度，引入安全漏洞生命周期概念，提出安拿漏洞的時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)模型。
該模型利用早期報(bào)道的攻擊事件統(tǒng)計(jì)量對(duì)安全漏洞進(jìn)行攻擊預(yù)測估計(jì)，根據(jù)結(jié)果計(jì)算出安全漏洞的攻擊熱度，結(jié)合漏洞攻擊技術(shù)發(fā)展水平
對(duì)安全漏洞時(shí)間維度上的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。以Phf漏洞為例進(jìn)行分析，結(jié)果表明，該風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型可以真實(shí)、動(dòng)態(tài)地反映出安全漏洞時(shí)間
風(fēng)險(xiǎn)。
關(guān)健訶：安全漏洞；生命周期；攻擊熱度；時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)；評(píng)估
Research on Time Risk of Security V|uInerabilitv
Based on Lifecycle Theory
SoNG Ming-qiu，WANG Lei-lei，YU Bo
(School ofManagement,Dalian University ofTechnology,Dalian 116023。China)
[Abstractl The time risk model is proposed to identify the real damage degree of security vulnerability in information security risk evaluation
reasonably and scientifically,combining with vulnerability lifecycle．The subsequent exploitation of the vulnerability is predicted by using Gompertz
model based on the incident report data．a(chǎn)nd attack heat is calculated．Based on the attack heat and the attack technology development，the evaluation
call be drawn on the time dimension．An example of Phf vulnerability is given to demonstrate the validity of this method，and the result indicates that
it carl reflect time risk truly and dynamically．
[Key wordsl security vulnerability；lifecycle；attack heat；time risk；evaluation
DOI：10．3969／j．issn．1000．3428．2011．01．045
l概述
信息系統(tǒng)安全漏洞是信息時(shí)代存在的一種客觀對(duì)象，是
導(dǎo)致系統(tǒng)不安全的關(guān)鍵因素，已成為安全管理人員與惡意攻
擊者雙方爭奪的焦點(diǎn)。目前在安全漏洞研究領(lǐng)域的漏洞評(píng)估
系統(tǒng)方面，重點(diǎn)偏重于檢測和發(fā)現(xiàn)上?。存在的少數(shù)關(guān)于漏
洞評(píng)估方面的研究，主要采用依賴于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的專家評(píng)判
方法12 J。這種方法在評(píng)估小型系統(tǒng)方面有計(jì)算量小、操作簡
單等優(yōu)點(diǎn)。但是，隨著信息系統(tǒng)規(guī)模日益龐大和復(fù)雜化，安
全漏洞的風(fēng)險(xiǎn)狀況呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)變化趨勢，此類靜態(tài)的評(píng)估結(jié)
果已不能準(zhǔn)確描述安全漏洞風(fēng)險(xiǎn)狀況。另有學(xué)者”1利用攻擊
路徑對(duì)安全漏洞從空間角度進(jìn)行分析，但仍缺少對(duì)于漏洞生
命周期整體的考慮。本文從時(shí)間角度出發(fā)，利用產(chǎn)品生命周
期相關(guān)理論，對(duì)安全漏洞風(fēng)險(xiǎn)狀況進(jìn)行系統(tǒng)的分析研究，使
該風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果更具動(dòng)態(tài)性、真實(shí)性。
2安全漏洞生命周期理論
軟件在設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)上存在的缺陷和人為設(shè)置隱蔽功能所
產(chǎn)生的安全隱患，以及軟件運(yùn)行和維護(hù)過程中的管理不當(dāng)和
設(shè)置錯(cuò)誤，在被人利用后可能造成控制權(quán)的部分轉(zhuǎn)移或全部
轉(zhuǎn)移，使系統(tǒng)遭到非法控制或是破壞從而喪失合法的控制權(quán)，
這樣的安全隱患稱為安全漏洞。
文獻(xiàn)【4l提出了安全漏洞生命周期概念，分析安全漏洞生
命周期中可能存在狀態(tài)；而文獻(xiàn)151對(duì)安全漏洞生命周期階段
進(jìn)行了不同的劃分。借鑒前學(xué)者的研究。本文把安全漏洞生
命周期分為如F幾個(gè)階段：漏洞產(chǎn)生，漏洞發(fā)現(xiàn)，漏洞公開，
漏洞修復(fù)，漏洞消亡。幾乎任何一個(gè)安全漏洞在其生命周期
過程中都有被惡意用戶利用的風(fēng)險(xiǎn)，但是在不同階段，其風(fēng)
險(xiǎn)類型也并不相同。用圖形來表示安全漏洞整個(gè)生命周期階
段與風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系16I，則如圖I所示。
■嗣所在系筑生命周期
■1安全■舅生令月期與風(fēng)險(xiǎn)
3基于生命周期理論的安全漏洞時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)分析
如上所述，安全漏洞在其生命周期內(nèi)劃分為5個(gè)階段，
從安全漏洞被發(fā)現(xiàn)到其消亡又可分為3種不同風(fēng)險(xiǎn)。分析其
風(fēng)險(xiǎn)變化的原因，主要是安全漏洞關(guān)注度、攻擊門檻以及攻
擊工具發(fā)展的不同。其中攻擊工具的發(fā)展水平是導(dǎo)致攻擊門
檻高低不同的重要因素，因此，將攻擊工具與攻擊門檻統(tǒng)歸
納為攻擊技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r。本文將從安全漏洞的關(guān)注度與攻擊
技術(shù)發(fā)展程度兩方面進(jìn)行表述。整體評(píng)估過程見圖20
l嗣潤攻擊l ：
一攻擊技術(shù)水平評(píng)估阿’I堡塑熊塑曼型l I盟!墮墼墮堡
l墼曼絲i上『—■
：
嗣洞攻擊技術(shù)及l(fā)；
苧?!苧■墨塵?：l苧卡
}一!!竺竺．．{i?一苧竺!竺塑??j l??．．璺竺!竺曼矍??j
■2■■時(shí)聞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程
作者筲介：宋明秋(1967--)，女。副教授、博士。主研方向：網(wǎng)絡(luò)安
全；王磊磊、于博。碩士
收稿日期：2010·06-20 E·mall：hnohe2006@163．corn
萬方數(shù)據(jù)
132 計(jì)算機(jī)工程2011年1月5日
3．1安全漏涸攻擊熱度
攻擊者的關(guān)注主要表現(xiàn)在攻擊量上。當(dāng)漏洞剛被發(fā)現(xiàn)，
安全漏洞的信息掌握者可能是軟件開發(fā)商、研究人員或者惡
意用戶，對(duì)其攻擊危害研究處于探索階段，并且他們的整體
數(shù)量并不多。軟件開發(fā)商努力研究安全漏洞修復(fù)補(bǔ)丁。但補(bǔ)
丁設(shè)計(jì)、測試時(shí)間會(huì)造成一定的安全空白。這段時(shí)間，公眾
已經(jīng)知道系統(tǒng)存在安全風(fēng)險(xiǎn)，越來越多的潛在攻擊者開始關(guān)
注此安全漏洞，嘗試對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行攻擊。在自色風(fēng)險(xiǎn)階段，軟
件開發(fā)商努力縮短漏洞公布與補(bǔ)丁發(fā)放時(shí)間間隔，但是，許
多用戶會(huì)因種種情況未及時(shí)修復(fù)安全漏洞，通常在補(bǔ)丁發(fā)放
數(shù)個(gè)星期或數(shù)月才采取行動(dòng)。隨著漏洞存在時(shí)間的增長，攻
擊者的攻擊方式也會(huì)發(fā)生改變，例如攻擊會(huì)由簡單的代碼供
給轉(zhuǎn)變成自動(dòng)攻擊工具，致使越來越多的無經(jīng)驗(yàn)攻擊者能夠
利用這些攻擊工具嘗試攻擊。因此，不同的安全漏洞在不同
時(shí)刻，其攻擊量也不相同。
由于攻擊量大小范圍的不確定性，導(dǎo)致在對(duì)關(guān)注度高低
的定性分析方面存在困難，不便于與攻擊技術(shù)發(fā)展水平的融
合計(jì)算。攻擊概率雖為相對(duì)值，能夠計(jì)算某一時(shí)刻安全漏洞
攻擊發(fā)生的可能性，但是缺少對(duì)安全漏洞生命周期攻擊可能
性的整體考慮。因此，本文提出利用攻擊熱度這一概念，來
描述漏洞的關(guān)注程度。
定義(攻擊熱度)指與其他安全漏洞或是該漏洞生命周
期的某時(shí)間段相比，其在某特定時(shí)間間隔受攻擊者關(guān)注、遭
到攻擊的攻擊量大小的相對(duì)程度。
具體步驟如下：
(1)預(yù)測模型的選擇與處理
據(jù)相關(guān)研究H’6一J，安全漏洞在其生命周期內(nèi)的攻擊呈現(xiàn)：
起初增長較快，到一定程度逐漸減少，其累計(jì)攻擊量近似呈s
型曲線，符合Gompertz增長曲線模型的特點(diǎn)。因此，采用
Gompertz模型181對(duì)安全漏洞生命周期內(nèi)攻擊量進(jìn)行擬合。
建立非線性模型，其預(yù)測模型為：
y(f)=∥ (1)
定義Ⅵf)表示安全漏洞的累計(jì)遭受攻擊量，隨時(shí)間t變
化；V是當(dāng)t-÷oo時(shí)所遭受的攻擊量，即安全漏洞在整個(gè)生
命周期內(nèi)受攻擊總數(shù)。K是當(dāng)t．÷0時(shí)安全漏洞的受攻擊量；
b表示針對(duì)該安全漏洞攻擊的增長速度。
(2)攻擊熱度的計(jì)算
利用安全漏洞在整個(gè)生命周期內(nèi)的攻擊預(yù)測值，計(jì)算該
安全漏洞不同風(fēng)險(xiǎn)類型條件下的攻擊熱度。根據(jù)具體情況，
可以對(duì)生命周期幾個(gè)階段進(jìn)行細(xì)分，分成若干時(shí)間間隔。例
如，針對(duì)安全漏洞K，將其生命周期瓦劃分成n個(gè)時(shí)間間隔，
則第J個(gè)時(shí)間間隔攻擊量或預(yù)測量為：
H(J)=V(』+1)-EtJ) 12)
利用功效系數(shù)法【91對(duì)攻擊熱度指標(biāo)進(jìn)行變換。在考慮安
全漏洞攻擊量時(shí)，同一安全漏洞若引起的攻擊量高，則表明
該時(shí)間間隔安全漏洞的攻擊可能性較高。但對(duì)于不同安全漏
洞，攻擊者對(duì)其整體關(guān)注度不同，表現(xiàn)在整個(gè)生命周期攻擊
總量上。對(duì)于攻擊總量高的安全漏洞其易利用性明顯要高于
低攻擊量的安全漏洞。根據(jù)此特點(diǎn)，需要對(duì)不同安全漏洞設(shè)
置權(quán)重。權(quán)重值M的計(jì)算方法如下：
M=V／盯警㈦(3)
因此，其改進(jìn)后的功效系數(shù)公式表示如式(4)所示：
巨(D=c+叫×№護(hù)ra，in{K(D})／(甲{E(D}一呼{州)1)]Xd
i=L2,?．羈j=1．Z?，^ (4)
其中，丘(J)為安全漏洞Ⅵ在第j個(gè)間隔的攻擊熱度；
max{vM))、lIlin{v(肼分別為安全漏洞K在其整個(gè)周期中
J ，
攻擊數(shù)量的最大值和最小值；c、d均為已知正常數(shù)，利用c
實(shí)現(xiàn)變換后值的平移，利用d實(shí)現(xiàn)對(duì)變換后值的放大或縮小。
在本文中，c取值為0．1，d取值為9．9。在評(píng)估多個(gè)安全漏洞
時(shí)，如果某一安全漏洞的預(yù)測攻擊總量最大，且劃分的時(shí)間
間隔中，存在攻擊量最大，該安全漏洞在此時(shí)間間隔的攻擊
熱度分值為10。由此，可以看出，該計(jì)算方法的結(jié)果并非固
定不變，而是與評(píng)估的系統(tǒng)的安全漏洞集合有關(guān)。
(3)攻擊熱度等級(jí)劃分
參數(shù)c、d的取值，決定了攻擊熱度的分值范圍是0．卜10，
通常計(jì)算結(jié)果為近似值，不能說熱度值為5的安全漏洞，其
熱度等級(jí)為中級(jí)，分值為4．9的安全漏洞，其熱度等級(jí)為低。
鑒于自然語言單詞描述主觀性和模糊性的特點(diǎn)，參照國內(nèi)外
學(xué)者的分類等級(jí)研究，把攻擊熱度主要分為高、較高、中、
較低、低5個(gè)等級(jí)，采用模糊理論中的隸屬函數(shù)來度量安全
漏洞屬于某一等級(jí)的程度，如圖3所示。
蠹
誓
描
4 6
攻擊熱度值
圈3安全■嗣攻擊燕度隸■函致分布
3．2安全漏洞攻擊技術(shù)
隨著安全漏洞生存時(shí)間的延長，攻擊者使用的攻擊工具
也會(huì)變得便捷和完善，安全漏洞的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)逐漸提升。如果
攻擊者利用早期同類安全漏洞的攻擊方法或技術(shù)，則此安全
漏洞即便是在生命周期的初期，也可能面臨較高的風(fēng)險(xiǎn)。因
此，不僅要考慮現(xiàn)有針對(duì)預(yù)評(píng)估漏洞的攻擊技術(shù)的發(fā)展，還
應(yīng)把前期同類漏洞攻擊技術(shù)作為預(yù)評(píng)估漏洞時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)考慮內(nèi)
容。根據(jù)CVSS對(duì)于攻擊技術(shù)發(fā)展的分類標(biāo)準(zhǔn)，擬采用4個(gè)
等級(jí)來對(duì)其進(jìn)行描述，如表l所示。
衰1 安全■稠攻擊技術(shù)等量
同樣，建立安全漏洞攻擊技術(shù)等級(jí)的梯形隸屬函數(shù)，如
圖4所示。
1 0
童
t 0．5
餐
00
技術(shù)分伍
■4安全■舅攻擊技術(shù)辱曩囊■it分布
4安全漏滑時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)模壅
模糊推理是利用模糊集理論研究不確定性推理的一種有
效方法，目前常使用的算法有Mamdani模糊推理算法、Zadeh
模糊推理算法和Mizumoto模糊推理算法?；谟?jì)算效率與
計(jì)算復(fù)雜性的考慮，本文建議采用Mamdani模糊推理方法，
利用安全漏洞攻擊熱度與攻擊技術(shù)水平兩方面的信息，計(jì)算
安全漏洞在時(shí)間維度上的風(fēng)險(xiǎn)。
萬方數(shù)據(jù)
第37卷第l期宋明秋，王磊磊，于博：基于生命周期理論的安全漏洞時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)研究133
4．1 安全漏洞時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)的模糊規(guī)則
將安全漏洞的時(shí)IW風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分為高、較高、中、低4個(gè)
級(jí)別，其隸屬函數(shù)如圖5所示。
l·0
蠹
眶0．5
餐
0．0
4 6 8
時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)值
■s 安全■罰時(shí)向風(fēng)險(xiǎn)辱投親一函囊分布
用模糊推理規(guī)則表示安全漏洞攻擊熱度、攻擊技術(shù)與安
全漏洞時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)之間的總模糊關(guān)系。
例如：If該安全漏洞的攻擊熱度為高等級(jí)and已經(jīng)發(fā)
現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中廣泛流行自動(dòng)攻擊工具(攻擊技術(shù)等級(jí)為高)，then
該安全漏洞的時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為高。
同理，建立所有的模糊規(guī)則，匯總所有模糊規(guī)則，構(gòu)成
安全漏洞時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)的模糊規(guī)則庫。其矩陣形式如表2所示。
裹2安全嗣涸的時(shí)聞風(fēng)險(xiǎn)矩陣
4．2安全漏洞時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)的模糊推理
把安會(huì)漏洞攻擊熱度與攻擊技術(shù)水平的計(jì)算結(jié)果作為其
時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)模型的輸入，通過Mamdani模型來計(jì)算安全漏洞的
時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)確值，以及其風(fēng)險(xiǎn)程度。
用Z表示安全漏洞時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)尺與攻擊熱度E和攻擊技術(shù)
r三者的總模糊關(guān)系，則總模糊關(guān)系的數(shù)學(xué)形式如下：
Z=U目XLXR (5)
f塒正
其中，f、m、n分別表示三者的模糊變量值的個(gè)數(shù)。針對(duì)某
一具體特征向量Ej(J)、瓦’(』)，此時(shí)的安全漏洞風(fēng)險(xiǎn)的模糊
向量為：
群(J)=(層j(，)×瓦’(，))oZ (6)
其中，Z’(，)表示在_『時(shí)間段針對(duì)安全漏洞K的攻擊技術(shù)的發(fā)
展水平向量；群(』)表示在J時(shí)間段，安全漏洞K風(fēng)險(xiǎn)的模
糊向量。
用重心法求安全漏洞時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)的精確值，公式如下：
10 ／Io
R(』)=(ΣkxR,(』))／(ΣR?(J)) (7)
^卸／k=0
由此，可以了解安全漏洞K在J時(shí)間間隔的風(fēng)險(xiǎn)狀況。
利用Matlab對(duì)上述過程進(jìn)行仿真，則能夠得出總的輸入-輸
出曲面。如圖6所示。
啊6 安全■稠時(shí)聞風(fēng)險(xiǎn)輸入·■出仿真曲膏
5仿真計(jì)算
依據(jù)上述理論，本文以Phf腳本遠(yuǎn)程執(zhí)行任意命令漏洞
為例，對(duì)它在時(shí)間維上的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行建模分析。本文以文獻(xiàn)f7】
中的數(shù)據(jù)作為依據(jù)，分析從漏洞公布到漏洞修復(fù)，以及修復(fù)
之后一段時(shí)間里所遭受的攻擊統(tǒng)計(jì)量。其中，時(shí)間序列以發(fā)
現(xiàn)漏洞的時(shí)間為時(shí)間序列起始值0，并每隔90天進(jìn)行一次統(tǒng)
計(jì)，如表3所示。
衰3 Phf膏稠攻擊數(shù)量統(tǒng)計(jì)
第2組
3 360
4 450
5 540
493
614
67I
利用Gompertz模型以及早期報(bào)道的攻擊事件統(tǒng)計(jì)量對(duì)
Phf漏洞進(jìn)行攻擊預(yù)測估計(jì)，得出其生命周期內(nèi)的攻擊數(shù)量
公式為：
y(f)=827．306x0．049057” (8)
用于判斷預(yù)測值與觀測值之間擬合程度的確定。系數(shù)R2越接
近l，則表明擬合效果越好。在本例中，R2的值為0．992，
說明擬合優(yōu)度達(dá)到了令人滿意的程度，同時(shí)也驗(yàn)證了前面對(duì)
于Gompertz模型應(yīng)用于安全漏洞生命周期攻擊統(tǒng)計(jì)分析的
可行性。
根據(jù)式(4)與式(8)得出某個(gè)時(shí)間段的攻擊熱度分值。該安
全漏洞攻擊技術(shù)維度的評(píng)分可由專家組根據(jù)當(dāng)時(shí)攻擊案例中
的攻擊特點(diǎn)和攻擊技術(shù)等級(jí)說明給出分值。結(jié)合攻擊熱度計(jì)
算值與攻擊技術(shù)維度的評(píng)分，利用式(7)，最終可以得出Phf
漏洞時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)的分析結(jié)果，如表4所示。
裹4 Phf i鑭時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果
時(shí)間f擎列攻-h熱度技術(shù)分值HI州風(fēng)鹼恤風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)
0 2 27 1 58 1 16 低
I 6．5l 4．00 3．75 中
2 9 96 5．17 7．36 較高
3 10．00 6 75 9．10 高
4 7．84 7．67 6．87 較高
5 5．30 7．83 4．48 中
6 3．25 7．83 4．49 中
7 I．84 8．50 5 33 較高
8 0 95 8．67 3．38 中
9 0．42 8．83 3，57 中
】0 0 10 8 83 3 57 中
由表4數(shù)據(jù)叮以看出，安全漏洞時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)隨著攻擊熱度
與攻擊技術(shù)的變化iiii動(dòng)態(tài)變化。在其生命周期后期，雖然針
對(duì)該安全漏洞的攻擊次數(shù)明顯減少，但其攻擊技術(shù)水平的提
高也會(huì)使其產(chǎn)生較大的風(fēng)險(xiǎn)。在同時(shí)評(píng)估多個(gè)安全漏洞時(shí)，
同一安全漏洞的攻擊熱度的評(píng)分會(huì)因?yàn)樘幱诓煌陌踩┒?
評(píng)估群體而發(fā)生變化，從ffli可以真實(shí)、動(dòng)態(tài)地反映；“系統(tǒng)中
安全漏洞的風(fēng)險(xiǎn)狀況，輔助安全管理人員了解具體安全漏洞
的風(fēng)險(xiǎn)程度，找出系統(tǒng)中某一時(shí)刻風(fēng)險(xiǎn)最大的安全漏洞。
6結(jié)束語
針對(duì)當(dāng)前安全漏洞生命周期理論化、系統(tǒng)化方面的不足
以及安全漏洞在時(shí)I}iJ維度風(fēng)險(xiǎn)研究較少的問題，本文首先系
統(tǒng)闡述安全漏洞生命周期的各個(gè)階段及其風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)，然后從
(下轉(zhuǎn)第136頁)
萬方數(shù)據(jù)
136 計(jì)算機(jī)工程2011年1月5日
從表2可知，文獻(xiàn)【5．6】由于是采用密鑰加密算法的RFID
安全協(xié)議，對(duì)標(biāo)簽存儲(chǔ)空間的要求遠(yuǎn)大于其他RFID安全協(xié)
議，特別是文獻(xiàn)【5J中的協(xié)議，由于標(biāo)簽要存儲(chǔ)一個(gè)有小個(gè)元
素的向量，其要求的存儲(chǔ)宅問將會(huì)很大，對(duì)標(biāo)簽的成本有較
大的影響。本文提出的協(xié)議對(duì)存儲(chǔ)空間的要求與文獻(xiàn)【2J中描
述的協(xié)議一致，因此本文提出的協(xié)議有較低的實(shí)現(xiàn)成本。
5．3 RFID安全認(rèn)證協(xié)議對(duì)計(jì)算能力要求的比較
RFID安全認(rèn)證協(xié)議對(duì)計(jì)算能力的要求可以用該協(xié)議所
需要的函數(shù)及基本操作以及運(yùn)算的次數(shù)來衡量。通過分析前
面所描述的各個(gè)協(xié)議，RFID安全認(rèn)證協(xié)議所涉及的基本操作
及函數(shù)主要包括哈希函數(shù)、隨機(jī)數(shù)生成函數(shù)、各種密鑰加蜜
算法、邏輯異或運(yùn)算等。其中，對(duì)計(jì)算能力要求較高的主要
是哈希函數(shù)和各種密鑰加密算法，它們決定了RFID安全協(xié)
議對(duì)計(jì)算能力要求的高低。所以，在進(jìn)行RFID安全認(rèn)證協(xié)
議對(duì)計(jì)算能力要求的比較研究時(shí)，主要分析各協(xié)議所需要的
函數(shù)和基本操作以及其所需的運(yùn)算次數(shù)，研究結(jié)果見表3。
襲3函數(shù)及基本攝作的比較
由表3可知，文獻(xiàn)【2—4l提出的協(xié)議對(duì)計(jì)算能力的要求比
較低，協(xié)議只涉及哈希函數(shù)與隨機(jī)數(shù)生成函數(shù)，標(biāo)簽只需運(yùn)
行2或3次哈希函數(shù)即可。文獻(xiàn)[5】中的協(xié)議在協(xié)議認(rèn)證階段
采用的是對(duì)稱密鑰加密算法，從表3的結(jié)果來看，標(biāo)簽需運(yùn)
行2次對(duì)稱密鑰加密函數(shù)，而對(duì)稱密鑰加密函數(shù)對(duì)計(jì)算能力
的要求遠(yuǎn)高于哈希函數(shù)。因此，該協(xié)議對(duì)計(jì)算能力的要求要
較前面2種協(xié)議要高。文獻(xiàn)【6沖的協(xié)議采用了公鑰加密算法，
協(xié)議涉及公鑰加密函數(shù)、哈希函數(shù)和隨機(jī)數(shù)生成函數(shù)，且運(yùn)
算次數(shù)相對(duì)較多，協(xié)議對(duì)計(jì)算能力的要求更高。本文的協(xié)議
對(duì)計(jì)算能力的要求與文獻(xiàn)【5】中的協(xié)議一致。
從以上的比較研究中可知，文獻(xiàn)【2—4】提出的協(xié)議有較好
的實(shí)現(xiàn)效率和較低的實(shí)現(xiàn)成本，文獻(xiàn)f5】中的協(xié)議用的是對(duì)稱
(上接第133頁)
攻擊角度提出一種安全漏洞時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。此模型引入
攻擊熱度概念，利用設(shè)置權(quán)重的功效系數(shù)法計(jì)算攻擊熱度，
再融合安全漏洞攻擊技術(shù)發(fā)展水平，對(duì)安全漏洞風(fēng)險(xiǎn)狀況進(jìn)
行評(píng)估。仿真結(jié)果表明，該評(píng)估方法能如實(shí)地反映出系統(tǒng)中
安全漏洞的風(fēng)險(xiǎn)狀況，為安全管理人員提供動(dòng)態(tài)的評(píng)估報(bào)告。
作為安全評(píng)估的基礎(chǔ)，該模型是針對(duì)安全漏洞風(fēng)險(xiǎn)在時(shí)
間維度的分析，接下來將研究如何使之與安全漏洞固有危害
性以及周圍具體環(huán)境的影響進(jìn)行整合，對(duì)系統(tǒng)安全漏洞的危
害性進(jìn)行全面評(píng)估。這必將為安全人員快速、有效地制定有
針對(duì)性的防御策略提供有力的理論依據(jù)。
參考文t
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密鑰加密算法，其實(shí)現(xiàn)效能就差，成本較高，文獻(xiàn)【6】中的協(xié)
議采用了公鑰加密算法，實(shí)現(xiàn)效能最差，成本最高。但是文
獻(xiàn)12，4．5】提出的協(xié)議安全性欠佳，本文的協(xié)議有很好的安全
性和私密性，且具有較好的實(shí)現(xiàn)效率和實(shí)現(xiàn)成本，更適合于
RFID系統(tǒng)。
6結(jié)束語
本文將公鑰加密算法與對(duì)稱密鑰加密算法有機(jī)地結(jié)合，
設(shè)計(jì)了一個(gè)RFID系統(tǒng)中標(biāo)簽和后端服務(wù)器之間的認(rèn)證協(xié)議，
用于保護(hù)數(shù)據(jù)安全和用戶隱私。隨著電路制造工藝的不斷提
升，使得RFID標(biāo)簽上將會(huì)有越來越多的計(jì)算資源可用于安
全方面，因此，相信這個(gè)領(lǐng)域的研究會(huì)有更多的突破。然而，
較強(qiáng)的安全性意味著其實(shí)現(xiàn)代價(jià)和性能就會(huì)受到影響，所以，
RFID系統(tǒng)要做好安全性與實(shí)現(xiàn)代價(jià)及性能之間的取舍。
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編輯顧逸斐

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