基于屬性的軟件可信性度量模型研究.pdf

1、隨著軟件規(guī)模越來(lái)越大，故障和漏洞在所難免，再加之軟件開(kāi)發(fā)和運(yùn)行環(huán)境從封閉、靜態(tài)環(huán)境到開(kāi)放、動(dòng)態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)變所導(dǎo)致的很多不確定因素的存在，軟件很多時(shí)候不以人們期望的方式工作，經(jīng)常發(fā)生失效，直接或者間接給用戶帶來(lái)?yè)p失，致使人們?cè)絹?lái)越重視軟件的可信性。所謂的軟件可信性是指軟件的行為和結(jié)果符合用戶預(yù)期，并在受到干擾時(shí)仍能提供連續(xù)服務(wù)的能力。軟件的行為及其產(chǎn)生的結(jié)果通?？梢酝ㄟ^(guò)定義一組適當(dāng)?shù)能浖傩詠?lái)刻畫(huà)，而軟件在受干擾時(shí)仍能提供連續(xù)服務(wù)的能力也可以

2、通過(guò)定義一組軟件屬性來(lái)描述，從而軟件可信性可通過(guò)一組軟件屬性以及用戶在這組軟件屬性上的預(yù)期共同來(lái)表示。軟件可信性度量是軟件可信性的量化表示，是軟件可信基礎(chǔ)研究的核心問(wèn)題之一，這樣軟件可信性度量的問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為描述軟件可信性的屬性選取和度量、用戶預(yù)期的表達(dá)和依據(jù)對(duì)被選擇屬性的度量值和用戶預(yù)期對(duì)兩者符合性的量化問(wèn)題。在本論文中主要圍繞這三個(gè)問(wèn)題利用靜態(tài)分析技術(shù)和形式化方法中的函數(shù)方法從源代碼的角度對(duì)軟件可信性進(jìn)行度量。主要貢獻(xiàn)如下：
　

3、　 (1)建立了影響軟件可信性的屬性模型，該模型由關(guān)鍵屬性和非關(guān)鍵屬性兩部分組成。關(guān)鍵屬性包括功能性、可維護(hù)性、可靠性、可生存性和可控性，它們是從與可信相關(guān)的定義中所涉及的屬性中抽取得到，非關(guān)鍵屬性是由用戶根據(jù)需要選取。將程序表示為程序元素和程序單元的集合，并為每一種程序元素和程序單元構(gòu)造了一個(gè)清單，該清單不但包含在程序是可信的情況下程序元素以及程序單元應(yīng)該具有的性質(zhì)和功能，而且還包含這些性質(zhì)和功能與它們所影響到的屬性之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

4、我們依據(jù)這些清單，綜合運(yùn)用程序切片分析等多種靜態(tài)分析技術(shù)從源代碼角度構(gòu)造了軟件功能性、可維護(hù)性、可靠性、可生存性和可控性的度量模型，與此同時(shí)，同樣依據(jù)這些清單從集合論角度建立了影響軟件可信性的關(guān)鍵屬性間的定量關(guān)系模型。
　　 (2)給出了一種用戶預(yù)期的表示方式，由屬性集、屬性權(quán)重集、閾值和屬性間的補(bǔ)償機(jī)制四部分組成。屬性集與影響軟件可信性的屬性模型相對(duì)應(yīng)；屬性權(quán)重集表示對(duì)用戶而言各屬性的重要性；閾值是用戶根據(jù)需要自己所確定，如果

5、屬性集中任一屬性的屬性值低于該閾值，就認(rèn)為該軟件不可信；屬性間的補(bǔ)償機(jī)制通過(guò)屬性間的替代性來(lái)刻畫(huà)，由三個(gè)級(jí)別構(gòu)成，第一級(jí)別只要求屬性間可以發(fā)生替代即可，第二級(jí)別不但要求屬性間可以發(fā)生替代，而且還要求關(guān)鍵屬性與非關(guān)鍵間的替代性要難于關(guān)鍵屬性內(nèi)部以及非關(guān)鍵屬性內(nèi)部的替代性，同時(shí)還要求可以調(diào)整關(guān)鍵屬性與非關(guān)鍵屬性之間的替代性；第三級(jí)別不但要求屬性間可以發(fā)生替代，而且還要求可以調(diào)整屬性間的替代性。
　　 (3)給出了基于分層與權(quán)重的軟件

6、可信性度量模型的四個(gè)構(gòu)造準(zhǔn)則：?jiǎn)握{(diào)性、凝聚性、靈敏性以及替代性，并根據(jù)這四個(gè)準(zhǔn)則提出了五個(gè)軟件可信性度量模型。第一個(gè)度量模型針對(duì)用戶預(yù)期中補(bǔ)償機(jī)制的第一級(jí)別建立；第二模型是對(duì)第一個(gè)模型從替代性角度進(jìn)行的改進(jìn)，但其并不完全滿足上述的四個(gè)準(zhǔn)則；第三個(gè)度量模型針對(duì)用戶預(yù)期中補(bǔ)償機(jī)制的第二級(jí)別建立；第四個(gè)和第五個(gè)度量模型針對(duì)用戶預(yù)期中補(bǔ)償機(jī)制的第三級(jí)別建立。對(duì)于一個(gè)給定的用戶預(yù)期，如果用戶在補(bǔ)償機(jī)制中選擇的是第一級(jí)別，則可以選擇第一個(gè)模型來(lái)對(duì)軟