基于驗證模式的增量記憶型安全關(guān)鍵軟件快速測試框架.pdf

1、隨著處理器的速率及性能不斷增加，大容量存儲介質(zhì)不斷推出，與此同時硬件的可靠性的不斷提高，計算機安全關(guān)鍵系統(tǒng)(Safety-Critical Systems，SCS)日益廣泛地應(yīng)用于航空航天、國防、交通運輸、核電能源和醫(yī)療衛(wèi)生等諸多安全領(lǐng)域。其功能一旦失效將引起生命、財產(chǎn)的重大損失以及環(huán)境的嚴(yán)重破壞。因此有力的可信性保障成為了應(yīng)用的必要前提。系統(tǒng)的可信性通常包含可用性、可靠性、可維護(hù)性、防危性、安全性等屬性，而安全關(guān)鍵系統(tǒng)(Safety-

2、Critical Systems，SCS)所關(guān)注的可信性屬性主要在于可靠性和防危性。為了驗證目標(biāo)系統(tǒng)(System Under Test，SUT)滿足用戶對其可信度的要求，在安全關(guān)鍵系統(tǒng)的開發(fā)過程中，需要大量的資源在其可靠性和防危性等方面進(jìn)行測試。因此，有針對性地研究高效的測試方法確保目標(biāo)安全關(guān)鍵系統(tǒng)的可信性成為一個重要的課題。
　　本文首先分析了安全關(guān)鍵軟件可信性中的核心屬性可靠性和防危性測試的主要特點，結(jié)合其特點介紹了基于場景

3、驗證模式(Verification pattern，VP)的測試框架和安全關(guān)鍵軟件可信性的相關(guān)測評技術(shù)。接下來針對安全關(guān)鍵軟件可信性測試流程中的要求，提出了一種面向安全關(guān)鍵軟件系統(tǒng)的快速測試方法。該方法一方面利用基于場景的驗證模式搭建了測試用例的動態(tài)生成機制，有效避免了壓力測試中研發(fā)人員在大量測試用例上的重復(fù)勞動和管理開銷；另一方面結(jié)合軟件可信性的相關(guān)測評技術(shù)，利用貝葉斯算法評估模型有效指導(dǎo)測試，對每次自動化測試執(zhí)行的結(jié)果進(jìn)行在線參數(shù)評

4、估，反饋到用例權(quán)重的控制單元，根據(jù)軟件在不同系統(tǒng)場景下出現(xiàn)失效的次數(shù)在線地調(diào)整所需測試用例的增量，動態(tài)維護(hù)系統(tǒng)關(guān)鍵場景的測試權(quán)重。使失效后的系統(tǒng)場景能夠根據(jù)系統(tǒng)所要達(dá)到的置信度范圍內(nèi)得到更合理的關(guān)注，這樣更多的測試用例將被生成用于覆蓋目標(biāo)系統(tǒng)中薄弱的系統(tǒng)場景。該方法下的測試過程將保障目標(biāo)系統(tǒng)的可信性達(dá)到預(yù)期，使得對于安全關(guān)鍵系統(tǒng)的可信性測試變得更加高效可靠。最后，在實際工作中實現(xiàn)了方法的核心組件并應(yīng)用到項目中。這樣一個實驗進(jìn)一步地證明了