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基于COTS的安全关键软件故障注入技术研究

熊华根  
【摘要】: 目前,基于COTS构件的软件系统已经得到广泛的应用,因而COTS的可靠性已经越来越受到人们的重视。特别是在航空、航天系统以及一些军事通讯等安全关键领域中,COTS的高可靠性显得尤为必要。在这些系统中,计算机一旦出现故障,就会导致巨大的经济损失,甚至是政治和军事损失。对于这类安全关键系统,可靠性是一个极为重要的参数。解决上述问题的关键技术之一是软件故障注入技术,通过该技术可以快速重现软件故障,为该故障的诊断、隔离和恢复提供基础。但这一技术在软件领域中的应用尚处于探索阶段,有很多理论与实际应用问题有待进一步研究和解决。 本文在运行时软件实现故障注入技术和COTS运行时故障模型等方面进行了研究。在软件实现的故障注入技术基础上,提出了基于故障注入脚本的运行时软件实现故障注入方法与模型,建立COTS运行时故障模型库,设计了COTS运行时故障注入脚本,给出了内置故障注入器的COTS封装方法。论文重点研究了基于COTS的软件系统的故障注入技术,所设计的故障注入器可有效地将故障注入到COTS构件中。 实验结果证明,此故障注入方法可以有效重现系统软硬故障,并能成功对系统注入故障。和传统的故障注入法相比,此方法更适合于COTS构件。因为该方法具有无需目标系统的源代码、实时注入、在线监控分析、可定制故障注入脚本等突出优点。


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