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本文作者在深入了解和分析安全协议的基础上，针对目前安全协议设计和应用不足的问题，在进程代数领域、可信计算领域和手机平台分别对安全协议进行分析、设计和应用，对于安全协议的扩展和应用得到了一些新的结果。具体工作如下： 1.分析安全协议的运作结构，简单介绍相关密码算法、研究进程代数CSP模型检测技术、可信计算的概念及应用、手机平台安全协议的体制和概念。为之后安全协议的设计与应用提供理论基础。 2.在研究进程代数、CSP安全协议模型的基础上，基于数据独立理论，对Zhou-Gollmann协议模型进行形式化分析和扩展研究，添加密钥循环生成机制，有效地解决模型验证范围有限的问题。 3.在分析可信计算平台匿名证明协议的基础之上，基于TCM和椭圆曲线密码体制的特点，提出一个用于嵌入TCM可信计算平台的直接匿名证明方案，设计出效率非常高的组成员加入、签名和验证协议，并基于ECC的强离散对数假设和决策性DH假设下对该协议进行了安全性验证。 4.在手机平台扩展已有的安全协议理论，设计手机密钥管理协议、文件备份恢复协议、来电防火墙控制协议并分别对其进行安全属性验证及分析。根据来电防火墙系统的功能目标，结合android操作系统的架构以及开发来电防火墙的关键技术，将本文设计的来电防火墙协议于Android平台上实现，满足设计中提到的安全性质、功能和目标。 本文提出的扩展CSP安全协议模型工作对进程代数的分析验证有一定的参考价值，提出的直接匿名证明方案对于低运算能力的可信计算平台具有较好的实用性，本文设计的面向手机平台的设计的安全协议对手机平台数据安全和隐私保护具有一定的指导意义。