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分布式控制系统中新安全保障技术的研究——安全核技术

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第一章引言

1.1研究背景和意义

1.1.1研究的意义

1.1.2计算机系统的服务质量

1.1.3 CS-QoS研究存在的不足

1.2当前的研究情况

1.2.1安全性研究的目的

1.2.2安全核

1.3本文主要工作

1.4本文章节安排

第二章安全性的研究现状及发展趋势

2.1软件传统安全技术的研究现状

2.1.1基本概念

2.1.2系统的设计原则

2.1.3安全管理

2.1.4软件危险分析

2.1.5软件的需求说明与验证

2.1.6软件的设计与验证

2.1.7软件的实现

2.1.8软件容错

2.2软件传统安全技术的不足

2.3软件新安全技术的研究现状

2.3.1非安全关键件安全性的研究

2.3.2分离设计思想

2.4净室软件工程法

2.5安全领域的行业标准

2.6几个重要的观点

2.7安全性研究的发展趋势

2.8小结

第三章分布式控制系统可信性的评价

3.1引言

3.2高可信计算机系统的设计与评价

3.2.1系统设计的进程图

3.2.2系统开发与可信性评价的关系

3.3可降级现场总线网系统的一种可信性评价模型

3.3.1可降级现场总线网系统的特点

3.3.2定义

3.3.3系统结构的描述

3.3.4建模假设

3.3.5系统的可信性计算

3.3.6模型的比较

3.4小结

第四章安全核的剖析

4.1安全核的技术基础

4.1.1访问控制

4.1.2引用监控器

4.1.3 Security核

4.2安全核的本质

4.2.1核机制的合理性

4.2.2安全核的基本原理

4.2.3安全核的有效性

4.3安全核的实现

4.3.1安全核的位置

4.3.2 Kevin的安全核实现方案

4.4分布式控制系统采用安全核技术存在的困难

4.5小结

第五章分布式控制系统的安全体系

5.1为什么要研究SSBSK

5.1.1什么是SSBSK

5.1.2 SSBSK研究的重要性

5.2 SSBSK应具有的特点和设计目标

5.3 SSBSK可行性分析

5.3.1应用软件

5.3.2安全策略

5.3.3软件重用技术

5.3.4 SSBSK的可行性

5.4分布式控制系统的安全需要

5.4.1安全控制系统的构成

5.4.2域间安全

5.4.3域内安全

5.5 SSBSK的结构

5.5.1 SSBSK的外部视图

5.5.2安全服务代理

5.5.3安全代理之间的关系

5.5.4安全服务

5.6小结

第六章安全核的一致性

6.1为什么要研究安全核的一致性

6.2系统安全需求与安全策略的一致性

6.2.1安全策略的分类

6.2.2理想安全策略的制定与控制系统的设计

6.2.3控制系统的工作原理图

6.2.4理想安全策略的制定路径

6.2.5安全需求的分析和安全验证

6.2.6理想安全策略的制定方法

6.2.7一个实例

6.3安全核与安全策略的一致性

6.3.1存在的困难

6.3.2SP的形式化描述

6.3.3SP与理想安全策略一致性的验证

6.4小结

第七章RTOS中安全核机制的研究

7.1引言

7.2需要考虑的问题

7.3 Security操作系统的开发方法

7.4 Security模型

7.5安全核机制的实现

7.5.1安全原理

7.5.2安全模型

7.5.3安全核机制的提供方式

7.5.4支持环境

7.5.5安全核机制的重用算法

7.6原型实验

7.6.1实验的目的

7.6.2交通灯控制系统及其安全需求

7.6.3安全系统的设计

7.6.4安全系统的实现

7.6.5实验结果

7.7小结

第八章安全核的可靠性评价

8.1引言

8.2软件可靠性的评价技术

8.3软件可靠性模型机理的分析

8.3.1软件可靠性模型的分类

8.3.2建模的一般过程

8.3.3建模过程中主要考虑的因素

8.3.4软件可靠性模型的立足点

8.3.5软件可靠性模型的研究特点

8.4影响软件可靠性模型评估精度的主要原因

8.5软件可靠性模型评价误差的分析

8.5.1建立误差模型的可行性

8.5.2 SRET系统

8.5.3定义

8.5.4误差分析模型的建立

8.5.5模型的验证与应用

8.6本章小结

第九章总 结

参考文献

致谢

作者在攻博期间的科研成果、论文发表、教学和获奖情况

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摘要

软件的大量应用,使控制系统面临严峻的安全考验陷入了安全危机中,迫切需要新安全技术.安全核就是应运而生的一种安全保障新概念.该论文以研究安全核在复杂分布式控制系统中的实施方案为目标展开了理论上与实践上的研究,取得了若干有用的成果,并有所突破.论文首先从服务质量的高度较深入地揭示了安全性研究的本质,总结了近十年来的研究成果及发展趋势,理清了安全性研究和开发高可信计算机系统的思路.然后对分布式控制系统可信性评价的多层次和综合性了探索,并根据现场多机系统对可用性和可靠性要求突出的特点,提出了一种建立在系统功能级之上,把可用性和可靠性结合起来评估系统可信性的模型.在上述基础上,论文从全新的视角(安全软件和引用监控器两个视角)深入地剖析了安全核概念,分析了现有安全核的实施方案不能移用于复杂分布式控制系统的原因.从而提出了建立分布式控制系统安全体系的创新设想、探讨了安全体系应具有的设计目标和实施的可行性,构建了安全体系SSBSK.然后围绕实现安全体系SSBSK所面临的三个主要困难进行了研究;一是安全核一致性的验证.二是安全核机制的实施.三是安全核的可靠性评价.

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