網(wǎng)絡(luò)化軟件運(yùn)行時(shí)交互行為過程特性分析.pdf

1、軟件已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，在人們的日常生活中起著越來越重要的作用。由軟件質(zhì)量缺陷引發(fā)的損失和災(zāi)難，卻一直困擾著人們。特別是網(wǎng)絡(luò)化軟件的出現(xiàn)，使得保障和提高軟件的可靠性、安全性等可信屬性面臨極大挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)化軟件的復(fù)雜特征研究已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)問題，而以網(wǎng)絡(luò)化軟件運(yùn)行時(shí)交互行為為研究對(duì)象，掌握其行為規(guī)律和內(nèi)部機(jī)理等交互行為過程中隱藏的行為特性，是解決網(wǎng)絡(luò)化軟件可信性問題的關(guān)鍵之一。因此，網(wǎng)絡(luò)化軟件運(yùn)行時(shí)交互行為過程特性研究具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)

2、意義。
　　現(xiàn)行的針對(duì)傳統(tǒng)軟件的行為分析方法，不僅沒有考慮網(wǎng)絡(luò)化軟件復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境，而且對(duì)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化軟件的基礎(chǔ)設(shè)施和軟件實(shí)體本身的結(jié)構(gòu)和行為的復(fù)雜性都缺乏表達(dá)能力。如何在開放、難控、動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對(duì)這類結(jié)構(gòu)復(fù)雜、行為復(fù)雜和多重復(fù)雜性融合在一起的網(wǎng)絡(luò)化軟件運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的交互行為，從不同層次挖掘其行為過程特性，進(jìn)行準(zhǔn)確的行為描述、構(gòu)建高效的行為模型、實(shí)時(shí)充分地展開異常行為傳播分析，并將這些方法應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)中，對(duì)推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化軟件的實(shí)證

3、研究都具有重要的挑戰(zhàn)意義。
　　針對(duì)網(wǎng)絡(luò)化軟件運(yùn)行時(shí)多實(shí)體并行執(zhí)行產(chǎn)生的行為蹤跡標(biāo)記丟失、缺失行為主體，而無(wú)法識(shí)別這些行為蹤跡由哪些事務(wù)生成等問題，本文提出了對(duì)這類帶部分標(biāo)記和不帶標(biāo)記的不完全事務(wù)分別采用網(wǎng)絡(luò)流和二分圖匹配的方法，進(jìn)行重新標(biāo)記。該方法能有效解決上述問題，為時(shí)間上交錯(cuò)，空間上重疊的行為蹤跡找到行為主體，便于網(wǎng)絡(luò)化軟件運(yùn)行時(shí)的行為描述。
　　針對(duì)現(xiàn)有行為建模方法在監(jiān)控收集的日志文檔格式無(wú)標(biāo)準(zhǔn)、約束條件不充分、模型

4、空間冗余、狀態(tài)設(shè)置不合理等問題，本文提出了基于不變量約束的交互行為動(dòng)態(tài)建模方法。該方法從預(yù)先設(shè)定格式監(jiān)控收集的行為日志中抽取出六類不變量，對(duì)模型中的事件關(guān)聯(lián)進(jìn)行約束，并采用精化和抽象的方法確保模型的確定性和完備性。不變量的挖掘算法和建模算法具有良好的時(shí)空效率。對(duì)模型中的反例路徑分析，可揭示系統(tǒng)中存在的潛在威脅，驗(yàn)證已知漏洞。
　　針對(duì)現(xiàn)有異常行為分析方法對(duì)異常行為傳播特征的描述不充分、檢測(cè)能力有限等問題，本文提出了從不同粒度審視網(wǎng)

5、絡(luò)化軟件，將倉(cāng)室模型和個(gè)體模型結(jié)合起來，構(gòu)建出描述異常行為傳播的過程模型。同時(shí)提出影響異常行為傳播的三類參數(shù)，傳播概率、交互頻率和連接率，并給出了相關(guān)定義及其計(jì)算方法，增強(qiáng)了對(duì)異常行為傳播分析的準(zhǔn)確性，對(duì)網(wǎng)絡(luò)化軟件系統(tǒng)中存在的由錯(cuò)誤和漏洞引發(fā)的異常行為預(yù)測(cè)和牽制控制也具有啟發(fā)作用。
　　以在線電子購(gòu)物系統(tǒng)軟件為實(shí)例，與研究的每一個(gè)階段相結(jié)合，驗(yàn)證了上述方法的有效性和可行性，包括對(duì)軟件交互行為的描述、動(dòng)態(tài)模型的構(gòu)建指導(dǎo)、以及通過異常