基于SMPEPA的关键任务系统自律可信性模型与量化分析

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1、基于SM．PEPA的关键任务系统自律可信性模型与量化分析·王慧强1，吕宏武1+，赵倩1，董玺坤11(哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院，哈尔滨150001)ModelingandQuan．tificationforAutonomicDependabilityofMission-CriticalSystemsBasedonSM．PEPA’WANGHui．Qian91，LVHong—Wul+，ZhaoQianl，DongXi．Kunl1(DepartmentofComputerScienceandTechnology,HarbinEngineeringUniversity，Har

2、bin150001，China)+Correspondingauthor：Plan：+86-451—82589605，Fax：+86-45l-82589605，E·mail：Ivhongwu@hrbeu．edu．on，Abstraet：DependabilityiSakeyfactortotheSUCCESSofmission—criticaIsystems．whichreflectstherealizationofcriticalmissionaswell嬲overallperformance．However，asthecomplexityofcomputingsystem

3、smanagementgrowsrapidly，theexistingmethodstoachievedependabilityintheuseofamorecomplexarchitecturenolongermeetthecurrentneeds．Inthispaper，theintrusiontoleranceandself-destructiontechnologyareintegratedintoautonomiccomputinginordertoconstructanautonomicdependabilitymodelbasedonSM—PEPAwhichis

4、capableofformalanalysisandverification．Itcanhierarchicallyanticipateundependabilitythreatensatdifferentlevelinaself-managementmannertosatisfythespecialrequirementsforprivacyandsafetyofmission-criticalsystems．Basedonthemodel，aquantificationapproachisproposedontheviewofsteady-stateprobability

5、toevaluateautonomicdependability．Atlast，theparametersofthemodelareanalyzedontheassistantofPEPAtooltoeducethekeyresearchpointsofautonomicdependability．Equippedwiththemodelandquantificationapproach，autonomicdependabilityofmission·criticalsystemscanbeefficientlyanalyzed．Keywords：dependability；

6、autonomiccomputing；PEPA；self-tolerance；self-destruction摘要：可信性是关键任务系统的核心属性，影响着关键任务的实现和系统整体的性能。然而，由于计算系统管理复杂性的急剧增长，导致传统的使用复杂结构实现可信的方式难于满足现实的需要。本文将现有入侵容忍、自毁技术与自律计算相结合提出了一种基于SM．PEPA的关键任务系统自律可信性模型，以支持自律可信性的形式化分析和推理。该模型具有一定程度的“自管理”能力，采用分级处理的方式应对各种程度的不町信威胁，满足了关键任务系统对可信性的特殊需求。在此基础上，从稳态概率角度提出了一种自律可信

7、性度量方法。最后，结合具体实例，利用PEPA分析工具对模型参数进行了初步分析，确定影响关键任务系统自律可信性的关键因素。关键词：可信性；自律计算；PEPA；自容忍：自毁中图法分类号：TP311．5文献标识码：A当前异构、复杂的分布式系统每天面临数以百万计的入侵攻击、系统错误、操作失误等不可信威胁，导致软件失效、偏离使命、中断运行甚至崩溃死机等现象层出不穷，可信性问题窄前严峻。尤其对于关键任务系统而言，不但面临通常意义的不可信威胁，还会面临外来恶意攻击或系统故障造成的泄密或生命财产危害，这使可信性成为其最