[發(fā)明專利]軟件測試案例生成方法、電子設(shè)備以及可讀存儲介質(zhì)

在審

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• 申請日: 2022-03-16
• 公開（公告）號: CN114706755A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張雷;徐倩;歐冬秀;董德存
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 上海上谷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31342
• 代理人: 郭麗萍

本發(fā)明實施例提供了一種軟件測試案例生成方法、電子設(shè)備以及可讀存儲介質(zhì)，涉及軟件測試技術(shù)領(lǐng)域。軟件測試案例生成方法包括：根據(jù)系統(tǒng)理論過程分析方法對安全苛求軟件進行安全分析，得到不安全控制行為以及所述不安全控制行為對應(yīng)的軟件安全約束，并生成所述不安全控制行為對應(yīng)的變異算子集合；基于隨機混成自動機將所述軟件安全約束轉(zhuǎn)換為軟件安全控制模型，并利用所述軟件安全控制模型生成所述變異算子集合中的各變異算子對應(yīng)的變異體模型；基于各所述變異算子對應(yīng)的變異體模型，生成各所述變異體模型對應(yīng)的原始測試案例。本發(fā)明中，將STPA方法與隨機混成自動機結(jié)合，從而能夠輔助構(gòu)造適用于開發(fā)過程自身可證的可信軟件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軟件測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軟件測試案例生成方法、電子設(shè)備以及可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

在軌道交通列車運行控制系統(tǒng)、航空航天控制系統(tǒng)、核電控制系統(tǒng)等軟件密集型安全苛求系統(tǒng)中，如何提升軟件安全性和可靠性，是提高這類系統(tǒng)安全性能的關(guān)鍵所在。傳統(tǒng)安全分析是由獨立的第三方安全分析工程師進行，而系統(tǒng)開發(fā)由軟件開發(fā)工程師進行，系統(tǒng)開發(fā)完成后只能評估已有設(shè)計的安全性，而不能指導(dǎo)設(shè)計以創(chuàng)建早期的決策，若進行重大變更會付出高昂代價。該問題促使了安全分析與形式化方法相結(jié)合的安全驅(qū)動設(shè)計方法的深入研究。

傳統(tǒng)基于事件鏈的安全分析方法難以應(yīng)對硬件未故障而軟件錯誤、不期望的組件交互等危害，因此需要選擇更適用于軟件的安全分析方法，如系統(tǒng)理論過程分析(System-Theoretical Process Analysis，STPA)方法。在STPA分析方法中同樣存在著過于依賴人工分析的問題，這也促使了STPA分析方法與形式化方法相結(jié)合。

形式化方法以嚴密的數(shù)學理論和相關(guān)推理為基礎(chǔ),本身是自證正確的，通過保證各研發(fā)活動一致性的精化關(guān)系達到構(gòu)造可信系統(tǒng)的核心目標。對信息物理融合系統(tǒng)建模，還需要考慮如何對混成行為、隨機行為、高可靠時間約束有效建模。但是傳統(tǒng)形式化方法中的模型檢驗方法需要有窮地遍歷狀態(tài)空間，在分析復(fù)雜系統(tǒng)的模型時容易出現(xiàn)“狀態(tài)空間爆炸”問題，增大了系統(tǒng)驗證的難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了一種軟件測試案例生成方法、電子設(shè)備以及可讀存儲介質(zhì)，將STPA方法與隨機混成自動機結(jié)合，從而能夠輔助構(gòu)造適用于開發(fā)過程自身可證的可信軟件，安全約束具備強可追溯性及得到了形式化驗證，降低開發(fā)后期出現(xiàn)問題而反復(fù)修改帶來的成本問題；利用變異測試生成基于故障的原始測試案例集合，有助于發(fā)現(xiàn)與功能缺失或規(guī)范誤解有關(guān)的錯誤，利用不安全控制行為來生成變異算子，更加客觀有效，提升了變異測試的效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種軟件測試案例生成方法，包括：根據(jù)系統(tǒng)理論過程分析方法對安全苛求軟件進行安全分析，得到不安全控制行為以及所述不安全控制行為對應(yīng)的軟件安全約束，并生成所述不安全控制行為對應(yīng)的變異算子集合；基于隨機混成自動機將所述軟件安全約束轉(zhuǎn)換為軟件安全控制模型，并利用所述軟件安全控制模型生成所述變異算子集合中的各變異算子對應(yīng)的變異體模型；基于各所述變異算子對應(yīng)的變異體模型，生成各所述變異體模型對應(yīng)的原始測試案例。

本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，包括：至少一個處理芯片；以及，與所述至少一個處理芯片通信連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理芯片執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個處理芯片執(zhí)行，以使所述至少一個處理芯片能夠執(zhí)行如上述的軟件測試案例生成方法。

本發(fā)明還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機程序，所述計算機程序運行時實現(xiàn)如軟件測試案例生成方法。