網(wǎng)絡(luò)化軟件運行時交互行為過程特性分析.pdf

1、軟件已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的支柱產(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)成為一個熱點問題，而以網(wǎng)絡(luò)化軟件運行時交互行為為研究對象，掌握其行為規(guī)律和內(nèi)部機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)化軟件運行時交互行為過程特性研究具有很強的現(xiàn)實

2、意義。
　　現(xiàn)行的針對傳統(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)雜的運行環(huán)境，而且對構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化軟件的基礎(chǔ)設(shè)施和軟件實體本身的結(jié)構(gòu)和行為的復(fù)雜性都缺乏表達能力。如何在開放、難控、動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對這類結(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)化軟件運行時產(chǎn)生的交互行為，從不同層次挖掘其行為過程特性，進行準(zhǔn)確的行為描述、構(gòu)建高效的行為模型、實時充分地展開異常行為傳播分析，并將這些方法應(yīng)用于實際系統(tǒng)中，對推動網(wǎng)絡(luò)化軟件的實證

3、研究都具有重要的挑戰(zhàn)意義。
　　針對網(wǎng)絡(luò)化軟件運行時多實體并行執(zhí)行產(chǎn)生的行為蹤跡標(biāo)記丟失、缺失行為主體，而無法識別這些行為蹤跡由哪些事務(wù)生成等問題，本文提出了對這類帶部分標(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，進行重新標(biāo)記。該方法能有效解決上述問題，為時間上交錯，空間上重疊的行為蹤跡找到行為主體，便于網(wǎng)絡(luò)化軟件運行時的行為描述。
　　針對現(xiàn)有行為建模方法在監(jiān)控收集的日志文檔格式無標(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，對模型中的事件關(guān)聯(lián)進行約束，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空效率。對模型中的反例路徑分析，可揭示系統(tǒng)中存在的潛在威脅，驗證已知漏洞。
　　針對現(xiàn)有異常行為分析方法對異常行為傳播特征的描述不充分、檢測能力有限等問題，本文提出了從不同粒度審視網(wǎng)

5、絡(luò)化軟件，將倉室模型和個體模型結(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)定義及其計算方法，增強了對異常行為傳播分析的準(zhǔn)確性，對網(wǎng)絡(luò)化軟件系統(tǒng)中存在的由錯誤和漏洞引發(fā)的異常行為預(yù)測和牽制控制也具有啟發(fā)作用。
　　以在線電子購物系統(tǒng)軟件為實例，與研究的每一個階段相結(jié)合，驗證了上述方法的有效性和可行性，包括對軟件交互行為的描述、動態(tài)模型的構(gòu)建指導(dǎo)、以及通過異常