Anais - Engenharia de Redes de Comunicação - UnB

pública do agente B. É também importante, como outro exemplo, que a linguagem de
especificação tenha meios para expressar os procedimentos de troca de mensagens: que
se A envia uma mensagem cifrada para B, esta mensagem será em algum momento (futuro)
recebida por B. É este nível de detalhamento, permitido ou não pela linguagem, que
desejamos analisar neste trabalho. Como estudo de caso, foi feita a especificação do protocolo
de chaves públicas Needham-Schröeder [Needham and Schröeder 1978], descrito
na Seção 2, utilizando duas abordagens distintas.
Na primeira abordagem é utilizada lógica modal, que é uma extensão da lógica
clássica com alguns novos operadores. Nas lógicas aqui utilizadas, operadores temporais
apreendem os aspectos dinâmicos das trocas de mensagens; operadores epistêmicos denotam
o conhecimento dos agentes envolvidos acerca dos aspectos da comunicação. Esta
primeira formalização é apresentada resumidamente na Seção 3.
A outra abordagem é baseada no uso de um verificador de modelos. Como
definido em [Merz 2001], o termo verificação de modelos corresponde a um coleção
de técnicas para análise automática de sistemas reativos, ou seja, sistemas que recebem
estímulos externos e realizam ações de acordo com estes. O SPIN [Ben-Ari 2008,
Holzmann 2003] é um representante deste grupo de ferramentas, possuindo uma linguagem
específica para a descrição dos modelos, chamada PROMELA. Apresentamos
a formalização do NSP na Seção 5.
Observamos que este trabalho não visa demonstrar a incorreção do NSP, fato
já demonstrado anteriormente [Lowe 1996]. Tão pouco visa apresentar mais uma
formalização de tal protocolo, já vastamente estudado e descrito em diferentes linguagens
[NuSMV 2011, Burrows et al. 1990, SPIN 2011, Islam et al. 2006, Dixon et al. 2007,
Samia et al. 2009]. Como já mencionado, o trabalho de especificação envolve o detalhamento
dos aspectos de comunicação e nossa intenção é analisar características dos
dois formalismos apontados que facilitem ou dificultem as tarefas de especificação e
verificação. Esta análise, baseada no estudo de caso, é apresentada na Seção 7. Na Seção 8
apresentamos nossas considerações finais.
2. Protocolo de Chaves Públicas Needham-Schröeder
O protocolo de autenticação de chave pública descrito em
[Needham and Schröeder 1978], conhecido pela sigla NSP, tem como finalidade estabelecer
autenticação entre um agente A, que inicia o protocolo, e outro agente B. O
protocolo completo consiste em sete mensagens: três que correspondem ao estabelecimento
da autenticação propriamente dita e quatro relativas à consulta ao servidor de
chaves públicas.
A Tabela 1 apresenta esquematicamente as mensagens trocadas para a
autenticação dos agentes envolvidos. A primeira coluna da tabela identifica a mensagem;
a segunda coluna apresenta o encaminhamento da mensagem; e a terceira coluna, seu
conteúdo. Por exemplo, a primeira linha diz que a Mensagem 1, cujo conteúdo são as
identificações dos agentes A e B, é encaminhada pelo agente A ao servidor, S. Mensagens
com o subscrito chave pub(Z) denotam que o conteúdo é cifrado com a chave
pública do agente Z; analogamente, o subscrito chave priv(Z) denota que o conteúdo é
cifrado com a chave privada de Z.
Ainda na Tabela 1, os nonces dos agentes são representados por N indexado pelo
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