[發(fā)明專利]一種基于軟件故障傳播的軟件系統(tǒng)關(guān)鍵實(shí)體挖掘方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911069087.7
• 申請(qǐng)日: 2019-11-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110851177B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宏晨;劉暢;李文法
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京聯(lián)合大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F8/75
• 分類號(hào): G06F8/75;G06F11/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

本發(fā)明涉及一種基于軟件故障傳播的軟件系統(tǒng)關(guān)鍵實(shí)體挖掘方法，用于解決大型復(fù)雜軟件質(zhì)量難以保證，可信性難以控制，維護(hù)費(fèi)用高等問(wèn)題，具體包括：建立軟件網(wǎng)絡(luò)；構(gòu)建軟件網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)攻擊策略；針對(duì)構(gòu)建的節(jié)點(diǎn)攻擊策略建立軟件網(wǎng)絡(luò)的故障傳播模型，計(jì)算相對(duì)失效比率S來(lái)評(píng)估故障傳播結(jié)束后軟件網(wǎng)絡(luò)的損壞情況；利用相對(duì)失效比率S識(shí)別出軟件系統(tǒng)中的關(guān)鍵實(shí)體。本發(fā)明為提高軟件系統(tǒng)的抗攻擊性做好了前期準(zhǔn)備，提高了整個(gè)軟件系統(tǒng)的可信性；可以在進(jìn)行軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，提高軟件系統(tǒng)的抗毀性；另外，對(duì)于理解軟件系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、定位軟件錯(cuò)誤、預(yù)防軟件漏洞、輔助軟件測(cè)試、控制和降低軟件維護(hù)費(fèi)用等具有重要的實(shí)踐意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軟件系統(tǒng)中關(guān)鍵實(shí)體的挖掘，具體涉及一種引入多點(diǎn)攻擊及總攻擊成本異質(zhì)分配的基于軟件故障傳播的軟件系統(tǒng)關(guān)鍵實(shí)體挖掘方法，用于解決大型復(fù)雜軟件質(zhì)量難以保證，可信性難以控制，維護(hù)費(fèi)用高等問(wèn)題，能為優(yōu)化軟件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、定位軟件錯(cuò)誤、預(yù)防軟件漏洞、輔助軟件測(cè)試等提供技術(shù)支持。

背景技術(shù)

軟件是信息技術(shù)的核心，代表著知識(shí)、科技和管理的創(chuàng)新。軟件產(chǎn)業(yè)已成為突出體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家高附加值產(chǎn)業(yè)的水平、衡量一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力水平的標(biāo)志之一。近年來(lái)，我國(guó)軟件業(yè)取得了有目共睹的成果，但是軟件系統(tǒng)不斷增加的規(guī)模和復(fù)雜性，使得軟件開(kāi)發(fā)困難，軟件質(zhì)量難以保證，軟件維護(hù)費(fèi)用居高不下，軟件可信性難以控制等問(wèn)題日益突出。

軟件系統(tǒng)復(fù)雜性的增加直接導(dǎo)致了軟件故障復(fù)雜性的增加。如果能識(shí)別出軟件系統(tǒng)中的關(guān)鍵實(shí)體，就可以為提高軟件系統(tǒng)的抗攻擊性做好前期準(zhǔn)備，比如采取各種測(cè)試方法來(lái)保證這些關(guān)鍵實(shí)體的可靠性，使其能夠在各種環(huán)境下保證運(yùn)行的正確性，這樣就為關(guān)鍵實(shí)體建立了一層保護(hù)，使其對(duì)其他實(shí)體可信，從而提高整個(gè)軟件系統(tǒng)的可信性；另一方面，在進(jìn)行軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，避免出現(xiàn)故障傳播能力過(guò)強(qiáng)的實(shí)體，可以有效地抑制軟件故障大規(guī)模傳播現(xiàn)象的發(fā)生，縮小級(jí)聯(lián)故障的影響范圍，提高軟件系統(tǒng)的抗毀性；另外，對(duì)于理解軟件系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、定位軟件錯(cuò)誤、預(yù)防軟件漏洞、輔助軟件測(cè)試、控制和降低軟件維護(hù)費(fèi)用等具有重要的實(shí)踐意義。

耦合映像格子(Coupled?Map?Lattice,CML)模型是一個(gè)時(shí)間、空間都離散而狀態(tài)連續(xù)的非線性動(dòng)力學(xué)模型，能夠有效刻畫(huà)復(fù)雜軟件系統(tǒng)在受到攻擊時(shí)的故障傳播行為。

發(fā)明內(nèi)容

為了挖掘軟件系統(tǒng)中的關(guān)鍵實(shí)體，利用軟件系統(tǒng)的源碼建立軟件網(wǎng)絡(luò)。構(gòu)建最優(yōu)的節(jié)點(diǎn)攻擊策略，在軟件網(wǎng)絡(luò)上建立軟件故障的傳播模型，挖掘軟件網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，依據(jù)節(jié)點(diǎn)與實(shí)體的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，識(shí)別軟件系統(tǒng)的關(guān)鍵實(shí)體。

本發(fā)明利用軟件系統(tǒng)的源碼，將多點(diǎn)攻擊和總攻擊成本異質(zhì)分配策略引入CML級(jí)聯(lián)故障模型，提出一種基于軟件故障傳播的軟件系統(tǒng)關(guān)鍵實(shí)體挖掘方法。該方法步驟如下：

第一步，建立軟件網(wǎng)絡(luò)；

第二步，構(gòu)建軟件網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)攻擊策略；

第三步，針對(duì)構(gòu)建的節(jié)點(diǎn)攻擊策略建立軟件網(wǎng)絡(luò)的故障傳播模型，計(jì)算相對(duì)失效比率S來(lái)評(píng)估故障傳播結(jié)束后軟件網(wǎng)絡(luò)的損壞情況；

第四步，利用相對(duì)失效比率S識(shí)別出軟件系統(tǒng)中的關(guān)鍵實(shí)體。

有益效果

本發(fā)明為提高軟件系統(tǒng)的抗攻擊性做好了前期準(zhǔn)備，提高了整個(gè)軟件系統(tǒng)的可信性；可以在進(jìn)行軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，避免出現(xiàn)故障傳播能力過(guò)強(qiáng)的實(shí)體，提高軟件系統(tǒng)的抗毀性；另外，對(duì)于理解軟件系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、定位軟件錯(cuò)誤、預(yù)防軟件漏洞、輔助軟件測(cè)試、控制和降低軟件維護(hù)費(fèi)用等具有重要的實(shí)踐意義。

附圖說(shuō)明

圖1是識(shí)別軟件系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的算法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)發(fā)明的具體技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。

第一步，建立軟件網(wǎng)絡(luò)；