安全苛求联锁软件的可靠性分析.pdfVIP

梦喇L创L侧ela任 絮 书 ·博士论坛 ·伶 Aw-;，孚--w--W-素 安全苛求软件的安全性混沌分析 杨晋辉 哪 萌 (同济大学计算机科学与工程系，上海200092) E-mail:limeng@mail.tongji.edu.cn 摘 要 对软件安全性的研究大多基于概率的或随机过程的软件可靠性理论，但是首先安全性并不等同于可靠性，再则 可靠性概念在21世纪随科技的发展也在演化。在研究安全苛求软件及其失效的特征的基拙上，使用混沌的方法研究其 安全性具有合理性。采用嵌入空间的技术可从时间序列中重构出具有系统特征的相平面和吸引子，由此可以预测危险。 铁路联锁软件是典型的安全苛求软件，安全性的混沌分析将有助于实施高效的铁路联锁软件的现场测试。 关键词 安全苛求软件 安全性分析 混沌 计算机联锁 软件可靠性 文章编号 1002-8331-(2005)21-0001-03 文献标识码A 中图分类号TP311 ChaoticSafetyAnalysisfortheSafety-CriticalSoftware YangJinhuiLiMeng (DepartmentofComputerScienceandEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092) Abstract:Researchonsafetyarealwaysbasedonsoftwarereliabiliyt,whichhasbeenstudiedbyacompletely probabilityandrandomprocessmethods.Butsafeytisnotequaltoreliabilityandtheconceptofreliabiliytitselfneeds tobeimprovedtomeetwiththescienceandtechnologydemandsinthe21century.Onthebasisofcareful investigationonthefeaturesofSCSanditsfailures,thechaoticapproachescanbeapplied.Bystudyingatimeseriesof hazard,wecanemploythetechnologyofembeddingspacetoreconsturctthephasespaceandtheattractorthatreveals thechaoticpropertiesandthenwecanforecasthazard.Therailwaycomputerinterlockingsystemisakindoftypical safety-criticalsystemandthechaoticsafetyanalysisisusefulandhelpfulforimplementingmoreefficientonthespot softwaretesting. Keywords:safety-criticalsoftware,safetyanalysis,chaos,computerinterlocking,softwarereliability 由于计算机系统越来越深人地介人到人类生活的方方面 段的研究方法中占统治地位，然而安全苛求软件发生事故是小 面，而这些系统中许多生命枚关的功能(vitalfunctions)是由软 样本事件，要得到较高的可信度必须做大量的测试工作或累积 件来实现的。因此，软件的安全性就变得十分重要，关于软件安 足够的事故数据，这样会导致由于测试开销过大和累积时间过 全性的评价是否可信变得非常令人关注。尤其在诸如航空、航 长影响评价的准确性和及时性。本文通过对安全苛求软件的特 天、交通、医疗、核能等领域的一些应用中，软件的故障有可能 征的分析，提出了一种基于混沌理论的安全苛求软件安全性的 导致极其灾难性的后果，软件的安全性理所当然地被视作第一 分析方法n 性能。这类软件因其对安全性的极度关注而被称为安全苛求软 件，对软件安全性的研究顺理成章地集中于这类软件。但目前 1 安全苛求软件