基于混沌方法的信息系统韧性能力测试技术研究

作     者：卫津逸 

作者单位：中国电子科技集团公司电子科学研究院 

学位级别：硕士

导师姓名：徐珞

授予年度：2020年

学科分类：11[军事学] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：混沌方法 信息系统 韧性 故障模式 故障注入 关键度量指标 

摘      要：随着军事信息化的日益发展,信息系统的功能、性能要求越来越高,其在复杂多变的军事对抗环境中能够稳定、完成关键工作就显得尤为重要,信息系统“韧性概念的提出,正好用于表征其在军事对抗环境中能够实现关键工作的能力。然而,作为一种新的研究方向,其测试技术还远没有成熟,还有很多问题凾待解决。本文以新型测试方法——混沌测试方法为基础,研究信息系统韧性能力测试技术,为军用信息系统在对抗环境中能够正常工作提供保障。本文主要工作如下:1)提出一套基于混沌方法的信息系统韧性能力测试框架基于混沌思想,结合信息系统能力测试实际过程,提出一套信息系统韧性能力测试框架,该框架明确提出基于混沌方法的能力测试过程中的主要业务活动以及相互间关系,达到对韧性能力测试全生命周期过程的覆盖,对信息系统韧性测试具有较好的指导作用;2)提出一套复杂信息系统韧性故障模式为了逼真模拟信息系统所可能遭遇的不稳定环境以开展韧性度量,对信息系统故障类型进行梳理,提出一套复杂信息系统韧性故障模式,完成了19个故障模式分类,建立了 38项故障模型,可基本达到对信息系统异常场景的全覆盖;3)提出一种基于路径的故障识别算法为了达到信息系统故障场景的精确搜索,以及有效提升故障注入效率,提出一种基于路径的故障识别算法,结合常见故障模型,实现对故障注入点的有效推荐和自动化故障注入;4)提出一套信息系统韧性能力关键度量指标针对信息系统韧性能力缺少定量评估方法的问题,提出一套信息系统韧性能力度量和分析方法,分别从系统整体能力、系统最大吸收能力、系统恢复能力和系统恢复比方面建立韧性的关键度量指标,并给出相应的指标计算方法;5)研制一套原型工具在Linux上实现一套原型系统,通过开展对典型信息系统的能力测试,验证了上述研究成果的有效性,同时也展现了本论文工作在实际测试中的应用价值。