本书从素质教育与能力培养的角度出发，介绍了网络安全协议基础知识，包括安全协议的概念，典型原型协议的协议过程、攻击方法和加固措施，结合分布式认证、互联网和电子商务领域的安全需求，详细介绍了IPsec、TLS、Kerberos、Yaksha、SET和ASW等协议的安全原理与过程，介绍了基于BAN逻辑和进程代数的两类经典安全协议分析方法。本书设计了相关实验，以帮助读者对协议安全性形成直观认识，培养读者的动手能力。 每章配有思考与练习，以指导读者深入学习。 本书既可作为高等院校网络空间安全、信息安全及相关专业的教材，也可作为分布式系统、电子商务系统开发和等级保护测评人员的技术参考书。

张保稳，男，博士，上海交通大学副研究员。主要研究方向包括信息安全本体、网络安全与人工智能、网络脆弱性分析与评估研究等。主持或参与的含国家重点研发计划，国家自然科学基金、上海市科委重点科技攻关课题、上海世博会信息系统安全评估以及华为技术有限公司云安全评估体系研究等在内的纵向、横向项目20余项。曾任上海市等级保护委员会专家组组长。

前言
第1章网络安全协议概述
11安全协议的基本概念
111协议
112安全协议
113安全协议的发展历史
12安全协议的分布式特征
121分布式计算系统
122安全协议的参与角色和分布式特征
13协议设计的安全机制
131新鲜数
132时间戳
133身份标识
134加密
135数字签名
14攻击者模型
141Dolev-Yao模型
142攻击者能力假定
15常见协议网络攻击手段
151阻断
152窃听
153伪造
154篡改
155消息重放
16本章小结
17思考与练习
第2章安全协议相关理论基础
21加密方案及面临的攻击
211加密方案的定义及性质
212加密方案面临的攻击
213不可区分性安全
22对称密钥体制
23非对称密钥体制
231三类数学难题
232常见的非对称加密算法
24哈希算法
25数字签名
251数字签名原理和基本过程
252常用数字签名
26模态逻辑框架
261命题逻辑
262模态逻辑
263Kripke模型
27进程代数
28本章小结
29思考与练习
第3章常见安全协议
31“挑战-应答”协议
32Needham-Schroeder协议
321协议过程
322攻击方法及其影响
323加固措施
33Diffie-Hellman协议
331协议过程
332攻击方法及其影响
333加固措施
34Otway-Rees协议
341协议过程
342攻击方法及其影响
343加固措施
35Wide-Mouth Frog协议
351协议过程
352攻击方法及其影响
353加固措施
36Woo-Lam协议
361协议过程
362攻击方法及其影响
363加固措施
37NSPK协议
371协议过程
372攻击方法及影响
373加固措施
38EKE协议
381协议过程
382攻击方法及影响
383加固措施
39其他协议攻击方法
391绑定攻击
392加密算法实施层面的安全问题
310安全协议设计原则
3101理论设计
3102工程实现
3103异常处理和容错
311本章小结
312思考与练习
第4章IPsec协议
41IP层设计原理及弱点
42IPsec安全体系
43IKE协议
431ISAKMP的头部格式
432IKE v1
433IKE v2
44AH协议
441AH报文格式
442AH工作模式
443AH数据处理过程
45ESP
451ESP报文格式
452ESP工作模式
453ESP数据处理过程
46抓包实验分析
461实验目的
462实验环境
463实验过程
47本章小结
48思考与练习
第5章TLS协议
51传输层设计原理及弱点
511TCP报文格式
512传输层的安全弱点
513完美前向保密
52TLS握手协议
521Hello消息交换
522证书和密钥交换
53TLS记录协议
531记录协议的报文格式
532工作密钥生成过程
533记录协议工作过程
54TLS协议的安全性
55抓包分析实验
551实验目的
552实验环境
553实验过程
56WTLS协议
57本章小结
58思考与练习
第6章Kerberos协议
61身份认证与单点登录
62Kerberos v4协议
621Kerberos系统的安全要素
622协议交互过程
63Kerberos v5协议
631跨域认证
632代理认证
633协议交互过程
64Kerberos协议系统中的密钥和票据
65Kerberos协议系统中的安全问题
66Yaksha协议
661Boyd多重数字签名
662使用多重数字签名交换秘密
663Yaksha协议的原理与过程
664Yaksha协议与Kerberos协议的对比
67本章小结
68思考与练习
第7章电子支付安全协议
71常见电子支付架构
72SET协议
721SET协议中的三类保护信息
722SET协议中的加密机制
723基于银行卡的典型支付流程
724SET协议的主要消息交互过程
733-D Secure支付架构
7313-D Secure支付
7323-D Secure协议与SET协议的对比
74本章小结
75思考与练习
第8章电子合同签订协议
81电子合同签订面临的安全威胁
82电子合同签订协议的公平性
83相关安全机制
831不可否认签名
832零知识证明
833承诺机制
834可验证加密的签名
84乐观的电子合同签订协议框架
841乐观电子合同签订协议的公平性
842交换主协议
843撤销子协议
844成交子协议
845针对协议的攻击与加固
85ASW协议
851面向签名的安全归约
852ASW协议框架
86防滥用电子合同签订协议
861防滥用机制
862可拆分的签名结构
863一种基于RSA的防滥用电子合同签订协议
87本章小结
88思考与练习
第9章基于BAN逻辑的协议分析
91面向安全协议的形式化分析
92BAN逻辑
921BAN逻辑谓词关系
922BAN逻辑公理体系
923密钥交换与认证协议的逻辑认证目标
924BAN逻辑分析过程
93基于BAN的Kerberos协议分析
94基于BAN的RPC协议分析
95SVO逻辑
951SVO逻辑语言
952SVO逻辑公理体系
953SVO逻辑认证目标
96使用SVO逻辑进行协议安全性分析
961设置安全假定
962协议的描述、理解和解释
963协议安全性分析
97本章小结
98思考与练习
第10章基于进程代数的协议分析
101进程相关基础知识
1011主体与进程
1012消息与信道
1013同步与交织
1014迹
102CSP基本语法
1021进程表达式
1022进程关系表达式
1023迹的表达式
103基于CSP的协议安全性分析
1031协议环境描述
1032协议进程系统描述
1033协议安全规约描述
1034协议安全校验
104使用ProVerif分析NSPK协议的安全性
1041ProVerif的基础知识
1042NSPK协议安全性分析实验
105本章小结
106思考与练习
参考文献