Kommunikationsprotokolle
Definitionen
- Algorithmus:
- Folge von Handlungsanweisungen
(Handlungsanweisungen formal als Zeichenketten
in einem Alphabet ausgedrückt, ausgeführt von Maschinen,
die geeignet formal beschrieben sind).
- Protokoll:
- Algorithmus mit mehreren Handelnden (formal: Maschinen),
die synchronisiert handeln,
z. B. Nachrichten austauschen.
- Kommunikationsprotokoll:
- Protokoll mit folgenden möglichen Handlungsweisungen:
- Erzeugen einer Nachricht.
- Übermitteln einer Nachricht (Sender an Empfänger).
Das Transformieren einer Nachricht fällt unter »Erzeugen« -
(z. B. übersetzen, komprimieren, verschlüsseln, ...)
erzeugt wird die transformierte Nachricht;
die algorithmischen Details der Transformation werden in diesem
Zusammenhang meist nicht betrachtet.
- Beispiele:
- TCP/IP (telnet, FTP, ...), OSI
Beschreibung eines Protokolls
- Teilnehmer (Subjekte),
- Nachrichten (Informationen, Daten) (Objekte),
- zeitliche Folge (in diskreter Zeit).
Dabei Verzweigungen, Parallelität usw. möglich.
Die Modellierung ist auf verschiedene Weise möglich. Es ist ein zum jeweiligen Protokoll mit seinen Anforderungen
passendes Modell zu wählen.
Vier Grundannahmen über Protokolle
- Jeder Teilnehmer des Protokolls kennt das Protokoll
mit allen Schritten vorher.
- Jeder Teilnehmer folgt dem Protokoll.
(Sicherheitsnachweise erfordern aber auch Überlegungen,
was passiert, wenn Teilnehmer mogeln.)
- Das Protokoll muß widerspruchsfrei sein.
(Wohldefinierte und eindeutige Handlungsanweisungen.)
- Das Protokoll muß vollständig sein.
(Jede mögliche Situation muß erfaßt sein.)
Kurz: Ein Protokoll muß eindeutig spezifiziert sein
wie jeder Algorithmus.
Diese Spezifikation kann informell, semiformal oder formal sein.
Eine mindestens semiformale Spezifikation ist nötig, um eine
korrekte Implementation zu ermöglichen.
Eine formale Spezifikation ist (nur) sinnvoll, wenn sich damit
etwas beweisen läßt, was nicht offensichtlich ist.
(Korrektheits- oder Sicherheitsbeweis)
Vorlesung Datenschutz und Datensicherheit
Sommersemester 1996, Fachbereich Mathematik
Johannes-Gutenberg-Universität Mainz
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Autor: Klaus Pommerening, 24. Juni 1996; letzte Änderung: 24. September 1996.
E-Mail an Pommerening@imsd.uni-mainz.de.