可信软件的关键性任务的可靠性和防危性测试的研究

摘要

随着软件在安全关键领域的广泛应用，可信软件的研究成为可信计算研究中的一个重要内容。由于软件系统本身的复杂特性，如何使软件具有可信性的研究面临着巨大挑战。它要求人们对软件系统开发和运行等规律有更深入的认识，也关系到人们在信息社会对信息基础设施的依赖和可信程度。 软件工程以提高软件生产率和软件质量为目标，而软件测试技术通过执行软件来判断软件是否具备所期望的性质，是可信软件评估的重要环节之一。尤其是对安全关键性软件，软件测试技术面临重大挑战。本文围绕可信软件工程中的可信性测试模型、测试方法展开了研究。由于可信性包含众多属性，本文主要对其中的可靠性及防危性的测试模型和相关测试技术进行研究。 针对可信软件的可靠性测试问题，本文首先对相关的可靠性测试模型进行了分析，鉴于马尔可夫链能够描述软件系统控制转移的动态特性，以马尔可夫分析方法作为理论基础，研究了基于马尔可夫分析方法的可信软件的可靠性建模问题。针对模块化的可信软件系统，综合模块自身的可靠性和模块闻的转移调用对其在系统中的重要程度这两个方面，分别定义了模块的可靠性函数和模块在系统中重要程度的函数，并给出了系统可靠性的建模方法和相关函数。最后根据这种建模方法，设计了相关的测试用例。 针对可信软件的防危性测试问题，本文研究了一种基于重要性采样原理的防危性测试方法。根据可信软件失效危险严重性等级的不同，选择了适当的防危性评估指标，提出了一种改进的基于关联风险剖面的防危性测试模型，设计出了测试所需测试用例。 最后，以一个具体应用为实例，对上述模型和方法进行了验证，并对结果进行了相应的分析。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容和意义

1.4 本文组织结构

第2章软件属性分析及测试

2.1 概述

2.2 软件测试

2.3 软件的可信属性分析

2.4 本章小结

第3章可信软件可靠性测试分析与模型设计

3.1 基于马尔可夫过程的软件可靠性建模

3.1.1马尔可夫分析方法

3.1.2模块的可靠性分析及定义

3.1.3模块的重要性分析及定义

3.2 模块化软件系统可靠性建模

3.2.1常用的软件系统的可靠性函数

3.2.2改进的可靠性函数

3.3 基于马尔可夫分析方法的测试用例设计

3.4 本章小结

第4章可信软件防危性测试分析与模型设计

4.1 防危性评估指标

4.1.1平均危险失效时间

4.1.2风险

4.2 传统防危性测试方法及问题

4.2.1 RGM方法

4.2.2 RGM问题分析

4.3 重要性采样原理

4.4 基于关联风险剖面的测试

4.4.1 关联风险剖面生成

4.4.2测试用例设计

4.4.3 改进的防危性测试方法

4.5 本章小结

第5章应用实例及分析

5.1 医院信息管理系统概述

5.2 药品管理子系统的设计

5.2.1 系统设计思想

5.2.2功能模块设计

5.3 系统可靠性测试及分析

5.3.1系统可靠性测试

5.3.2结果分析

5.4 系统的防危性测试及分析

5.4.1系统的防危性测试

5.4.2结果分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢