随着网络协议的复杂性越来越高,自动化分析网络协议的重要性越来越高。网络协议是实现信息系统的关键,网络协议脆弱性的发现和利用,会对基于网络的信息系统造成大范围、严重的危害。最近的一些研究发现,在Linux内核的网络协议中存在一些侧信道脆弱性。攻击者可以利用侧信道脆弱性发动攻击,例如劫持连接,拒绝服务攻击等。而侧信道脆弱性又难以进行防御,一旦被利用就会对大量设备造成危害,所以如何高效的分析网络协议中的侧信道脆弱性十分重要。但是目前对网络协议侧信道脆弱性分析的方法自动化程度不高,大量依赖于专业知识。本文通过对侧信道脆弱性的研究,确定了分析网络协议侧信道脆弱性的关键在于共享资源的发现和利用,提出并实现了基于静态污点分析的网络协议脆弱性分析方法。由于共享资源状态的影响所有的连接或者数据包,当一个终端与服务器进行通信时使用到共享资源,通过观察共享资源的使用情况可以得到该终端与服务器之间的通信状况。通过对静态污点分析和动态污点分析的对比研究,结合协议代码状态复杂多样的特点,利用静态污点分析的方法来进行侧信道脆弱性研究。这是由于静态污点分析可以探索更多的程序分支,有助于提高发现脆弱性问题的可能性。围绕网络协议侧信道脆弱性分析,本文主要做了以下方面的工作:1.分析了侧信道脆弱性的机理和特点,具体构建了网络协议侧信道脆弱性分析模型,在此基础上提出基于污点分析的侧信道脆弱性分析方法。2.解决了实现侧信道脆弱性分析的污点分析过程中的技术难点。网络协议侧信道分析的关键在于分析共享资源,针对共享资源的具体表现形式问题,本文提出共享资源在静态分析中主要以共享变量的形式存在;在分析和发现共享变量的过程中,针对共享变量间接访问缺失的问题,提出字段映射的方法,弥补了间接访问缺失造成的漏报;由于网络协议代码规模较大,通过消除相关性差的代码,降低了分析的复杂度;针对污点分析报告出的无关结点,通过加强污染路径分析,对无关结点进行筛选,从而提高了分析的精度。3.设计并实现了网络协议侧信道脆弱性的分析工具。在上述理论和方法突破的基础上,基于SVF设计实现了网络协议侧信道脆弱性分析工具,针对TCP、UDP、ICMP协议进行分析测试和试验,发现了许多共享变量,并验证了已知的脆弱性,验证了方法和工具的有效性。4.基于上述工作,对基于污点分析的侧信道脆弱性分析方法进行了总结归纳,并提出了该方法中存在的缺陷以及改进的方向。本文利用该工具测试了几个通用的网络协议,发现了较多的共享资源及其污染路径,验证了已知的脆弱性。其中有四种共享资源challengecount,tcp memoryallocated,tcpmemorypressure,sysctlicmpmsgpersec。其中tcpmemoryallocated,tcpmemorypressure 由于在使用时需要经历多重严格的检查,所以其用难度较高,难以实现真实的攻击。challengecount是一种被广泛利用的共享资源,可以被用来劫持连接或者注入恶意的数据包。目前,通过端口随机化缓解DNS缓存中毒攻击,但是利用共享资源sysctlicmpmsgpersec可以帮助重新实现DNS缓存中毒攻击。本文的主要贡献是针对网络协议的侧信道脆弱性,构建了共享资源发现和利用的脆弱性分析模型,提出了基于污点分析的网络协议侧信道脆弱性自动分析方法。在分析过程中,通过消除相关性差的代码,降低了分析复杂度,克服状态空间爆炸的问题;通过增加共享变量的间接访问,加强污染路径的分析,提高了分析精度。