基于三维球体模型的XML通信协议安全评估方法

doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2013.03.024

摘要/Abstract

摘要：

针对XML通信协议的安全评估问题，提出了一种基于三维球体模型的协议安全评估方法。首先利用评估指标在球体外壳层的坐落位置构建XML通信协议的三维安全评估指标体系，以该坐标系投影面积为度量标准，运用层次分析法(AHP,analytic hierarchy process)、球体半径以及开合角度获取一、二级评估指标的权值。从XML协议的内容、通信载荷、安全隐患3个层面计算XML通信协议各安全分量的量化评估值，通过量化计算和综合分析得到XML通信协议的安全性评估结果。仿真结果表明该方法能有效地评估协议的安全性并可满足对 XML通信协议的安全性评估需要。

关键词: XML, 协议, 三维球体模型, 层次分析法, 安全评估

Abstract:

Aiming at the problems of security assessment in XML communication protocols, a novel three-dimensional spherical model based protocol security evaluation method was proposed. Firstly, a three-dimensional security evaluation index system was constructed through positions of indexes on the spherical shell. Secondly, by using the coordinate's projection area as a measure criterion, evaluation indexes' weights of the first level and the second level were obtained with the analytic hierarchy process (AHP), the sphere and the sector angle. Thirdly, security components values of XML communication protocol were calculated in the aspects of XML's content, communication load and security vulne-rability. Finally, the security evaluation result of XML communication protocol was achieved through quantization calcu-lation and further comprehensive analysis. Experimental results show that this method is competent for the protocol secu-rity evaluation and meets security evaluating requirem L communication protocols effectively.

Key words: XML, protocol, three-dimensional spherical model, AHP, security evaluation

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图/表 17

图1

图2

图3

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表1

表2

表3

表4

综合评估结果计算"

安全等级	指标B₁评估值	指标B₂评估值	指标B₃评估值
	$Q_{1} = V_{1} \cdot S_{1}^{' T}$	$Q_{2} = V_{2} \cdot S_{2}^{' T}$	$Q_{3} = V_{3} \cdot S_{3}^{' T}$
一级	V₁=(V₁₁,V₁₂,V₁₃,V₁₄)	V₂=(V₂₁,V₂₂,V₂₃)	V₃=(V₃₁,V₃₂,V₃₃,V₃₄)
	S₁'=(S₁₁',S₁₂',S₁₃',S₁₄')	S₂'=(S₂₁',S₂₂',S₂₃')	S₃'=(S₃₁',S₃₂',S₃₃',S₃₄')
	Q₁₁=V₁₁*S₁₁'，	Q₂₁=V₂₁*S₂₁'，	Q₃₁=V₃₁*S₃₁'，
	S₁₁'=0.169 8p	S₂₁'=0.076 4p	S₃₁'=0.051 6p
	Q₁₂=V₁₂*S₁₂'，	Q₂₂=V₂₂*S₂₂'，	Q₃₂=V₃₂*S₃₂'，
	S₁₂'=0.169 8p	S₂₂'=0.081 6p	S₃₂'=0.051 6p
二级	Q₁₃=V₁₃*S₁₃'，	Q₂₃=V₂₃*S₂₃'，	Q₃₃=V₃₃*S₃₃'，
	S₁₃'=0.039 2p	S₂₃'=0.081 6p	S₃₃'=0.051 6p
	`Q₁₄=V₁₄*S₁₄'，		Q₃₄=V₃₄*S₃₄'，
	S₁₄'=0.159 0p		S₃₄'=0.051 6p

表4

表5

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表6

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表8

表9

表10

表11

参考文献 16

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安全等级	评估指标
	机密性C₁₁
二级	完整性C₁₂不可否认性C₁₃
	可用性C₁₄
	加密强度D₁₁₁，信息重要度D₁₁₂
三级	公钥设施健壮性D₁₂₁，密钥保管力度D₁₂₂行为不可否认D₁₃₁，时间不可否认D₁₃₂
	抵御拒绝服务攻击能力D₁₄₁，灾难恢复的能力D₁₄₂

安全等级	评估指标
	可用性C₂₁
二级	完备性C₂₂
	可控性C₂₃
	抵御拒绝服务攻击的能力D₂₁₁，灾难恢复的能力D₂₁₂
三级	定界字符可去除性D₂₂₁，定界字符可注入性D₂₂₂
	交互过程的原子性D₂₃₁，交互过程的隔离性D₂₃₂

安全等级	评估指标
	截获C₃₁
二级	篡改C₃₂伪造C₃₃
	中断C₃₄
	可发现性D₃₁₁，可发现性D₃₂1，可发现性D₃₃₁，可发现性D₃₄₁
三级	可重现性D₃₁₂，可重现性D₃₂₂，可重现性D₃₃₂，可重现性D₃₄₂
	可利用性D₃₁₃，可利用性D₃₂₃可利用性D₃₃₃，可利用性D₃₄₃

最终评估结果	Q取值范围
低	0~0.3p
较低	0.3~0.5p
中下	0.5~0.6p
中平	0.6~0.7p
中上	0.7~0.8p
较高	0.8~0.9p
高	0.9~p

协议	可靠性	机密性	完整性
SOAP	0.165 8	0.451 5	0.392 0
SAML	0.103 5	0.096 0	0.352 4