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关于安全案例论证构建的综述

软件学报 2024年第9期35卷 4013-4037页

作者：陈泽众邓玉欣上海市高可信计算重点实验室(华东师范大学)

安全案例提供清晰、全面和可靠的论据,说明系统在特定环境下的操作满足可接受的安全性.在受监管的安全攸关领域,如汽车、航空和核能等领域,认证机构通常要求系统经过严格的安全评估程序,以确保其符合一个或多个安全标准.在系统开发中应... 详细信息

安全案例提供清晰、全面和可靠的论据,说明系统在特定环境下的操作满足可接受的安全性.在受监管的安全攸关领域,如汽车、航空和核能等领域,认证机构通常要求系统经过严格的安全评估程序,以确保其符合一个或多个安全标准.在系统开发中应用安全案例是一种新兴的技术手段,以结构化和全面的方式表达安全攸关系统的安全属性.对安全案例的4个基本构建步骤:确定目标、收集证据、构建论证和评估安全案例,进行简要介绍.然后聚焦于构建论证这一关键步骤,详细介绍现有的8种安全案例表达形式,包括目标结构符号(GSN)、声明-论点-证据(CAE)、结构化安全案例元模型(SACM)等,并分析了它们的优缺点.由于安全案例所需材料的显著复杂性,软件工具通常被用作构建和评估安全案例的实用方法.比较7种用于安全案例开发和评估的工具,包括astah system safety、gsn2x、NOR-STA、Socrates、ASCE、D-Case Editor和AdvoCATE.此外,还深入探讨了安全案例构建中所面临的多重挑战,这些挑战包括数据的可靠性和完整性、复杂性和不确定性的管理、监管和标准的不一致、人因工程、技术的快速发展以及团队和跨学科合作6个方面.最后,展望安全案例的未来研究方向,揭示其潜在应用和研究问题.

关键词：安全案例系统安全论证构建目标结构符号安全案例工具

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嵌入式系统的需求描述综述

软件学报 2024年

作者：陈小红刘少彬金芝北京大学计算机学院上海市高可信计算重点实验室(华东师范大学) 高可信软件技术教育部重点实验室(北京大学)

随着嵌入式系统的广泛应用,其需求正变得越来越复杂,需求分析成为嵌入式系统开发的关键阶段,如何准确地建模和描述需求成为首要问题.系统地调研嵌入式系统的需求描述,并进行全面的比较分析,以便更深入地理解嵌入式系统需求的核心关注点... 详细信息

随着嵌入式系统的广泛应用,其需求正变得越来越复杂,需求分析成为嵌入式系统开发的关键阶段,如何准确地建模和描述需求成为首要问题.系统地调研嵌入式系统的需求描述,并进行全面的比较分析,以便更深入地理解嵌入式系统需求的核心关注点.首先采用系统化文献综述方法,对1979年1月–2023年11月间发表的相关文献进行识别、筛选、汇总和分析.通过自动检索和滚雪球等检索过程,筛选出150篇与主题密切相关的文献,力求文献综述的全面性.其次,从需求描述关注点、需求描述维度、需求分析要素等方面,分析现有嵌入式需求描述语言的表达能力.最后,总结现有嵌入式系统软件需求描述所面临的挑战,并针对嵌入式软件智能合成任务,提出对嵌入式系统需求描述方法表达能力的要求.

关键词：嵌入式系统需求描述需求描述语言需求分析系统需求

ChatModeler:基于大语言模型的人机协作迭代式需求获取和建模方法

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计算机研究与发展 2024年第2期61卷 338-350页

作者：靳东明金芝陈小红王春晖北京大学计算机学院北京100871 高可信软件技术教育部重点实验室(北京大学) 北京100871 上海高可信计算重点实验室(华东师范大学) 上海200050 内蒙古师范大学计算机科学与技术学院内蒙古010011

需求获取和建模是需求工程中的关键步骤,影响后续系统设计与实现.传统的需求获取和建模方法通常由需求提供者、需求分析师等多类干系人共同协作、反复迭代完成,需要耗费大量的人力.如何减轻需求提供者与需求分析师的负担、提高获取和建... 详细信息

需求获取和建模是需求工程中的关键步骤,影响后续系统设计与实现.传统的需求获取和建模方法通常由需求提供者、需求分析师等多类干系人共同协作、反复迭代完成,需要耗费大量的人力.如何减轻需求提供者与需求分析师的负担、提高获取和建模的效率有着重要意义.现有工作中有的使用知识库来提供更多知识,以辅助获取或者建模,有的利用自然语言处理等技术对获取或者建模过程进行自动化,但是它们并没有减轻需求提供者的负担.利用大语言模型(large language models,LLMs)的生成能力,提供了一种人机协作的迭代式需求获取和建模框架ChatModeler.具体来说,根据真实世界中需求团队的分工及协作关系,将部分需求提供者、需求分析师等角色的工作由大语言模型承担,而需求提供者只需要进行确认.为大语言模型扮演的各种角色进行了提示词设计,该提示词会随需求的元模型而变化.ChatModeler在7个需求案例上与3种需求模型的自动建模方法进行了14组对比实验,证明了ChatModeler在降低需求提供者的负担和生成高质量需求模型2个方面上的优越性.

关键词：需求工程需求诱导大语言模型人机协作提示工程

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低复杂度数字辅助非线性自干扰光域模拟消除

光学学报 2024年第3期44卷 30-37页

作者：韩墨璇石泰峡张苏南陈阳华东师范大学通信与电子工程学院上海200241 华东师范大学上海市多维度信息处理重点实验室上海200241

在带内全双工(IBFD)多输入多输出(MIMO)通信系统中,通道间串扰、非线性失真及多径效应的共同作用使自干扰信号异常复杂。为在大带宽应用场景下消除此复杂自干扰信号,提出一种由最小二乘(LS)算法辅助的MIMO非线性自干扰光域消除方案,并... 详细信息

在带内全双工(IBFD)多输入多输出(MIMO)通信系统中,通道间串扰、非线性失真及多径效应的共同作用使自干扰信号异常复杂。为在大带宽应用场景下消除此复杂自干扰信号,提出一种由最小二乘(LS)算法辅助的MIMO非线性自干扰光域消除方案,并将其与数字域消除相结合。该方案对IBFD MIMO系统中的复杂自干扰信号进行建模,并利用LS算法对模型参数进行估计,进而重建出模拟参考信号并用于实现光域模拟自干扰消除。此外,通过设置门限,在保证模拟消除深度的情况下忽略自干扰信号中功率较低的分量来降低LS算法阶数,提高参考重建速度。经实验验证,当MIMO多径自干扰信号的载波频率和波特率分别为1 GHz和0.5 Gbaud时,所提方案经过光域模拟和数字域自干扰消除后,可实现约35 dB的自干扰消除深度。

关键词：光纤光学射频光子学带内全双工自干扰消除多输入多输出非线性串扰

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基于投影的嵌入式系统需求分析方法

软件学报 2024年

作者：王小齐陈小红金芝顾斌綦艳霞高可信软件技术教育部重点实验室(北京大学) 上海高可信计算重点实验室(华东师范大学) 北京控制工程研究所北京大学计算机学院

嵌入式系统正变得越来越复杂,其软件系统的需求分析成为嵌入式系统开发的瓶颈问题.设备依赖性和执行逻辑的交织性是嵌入式软件系统的典型特征,要求需求分析方法能根据所依赖的设备进行有效的需求解耦.从基于环境建模的需求工程思想出发... 详细信息

嵌入式系统正变得越来越复杂,其软件系统的需求分析成为嵌入式系统开发的瓶颈问题.设备依赖性和执行逻辑的交织性是嵌入式软件系统的典型特征,要求需求分析方法能根据所依赖的设备进行有效的需求解耦.从基于环境建模的需求工程思想出发,针对嵌入式软件系统的特征,提出一种基于投影的从系统需求到软件需求的分析方法,帮助需求工程师对需求进行有效解耦.首先总结嵌入式软件系统的系统需求与软件需求描述,基于交互环境特性定义嵌入式软件系统的需求解耦策略,并设计从系统需求到软件需求的规约过程.在航天器太阳搜索系统进行实际案例研究,并通过耦合度与内聚性两个指标对5个代表性案例场景进行量化评估,展示所提方法的有效性.

关键词：嵌入式系统需求分析需求解耦问题投影软件需求

基于时间事件因果关系检测的工业软件的需求确认方法

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武汉大学学报（理学版） 2024年第3期70卷 302-316页

作者：尹玲陈小红安冬冬谢越上海工程技术大学电子电气工程学院上海201600 上海市高可信计算重点实验室(华东师范大学) 上海200062 上海师范大学信息与机电工程学院上海200233 中银金融科技有限公司上海200120

工业软件深度参与研发设计、生产制造、运营管理和维护服务等方面,软件的行为符合业务的需要至关重要。因此,工业软件的开发需要进行需求确认,即确认系统的行为满足利益相关者(应用方的操作人员,通常是生产和运维中涉及的各方面的工作人... 详细信息

工业软件深度参与研发设计、生产制造、运营管理和维护服务等方面,软件的行为符合业务的需要至关重要。因此,工业软件的开发需要进行需求确认,即确认系统的行为满足利益相关者(应用方的操作人员,通常是生产和运维中涉及的各方面的工作人员)的要求。业务方面,利益相关者的期望通常表现为关心的事件间的因果关系。针对工业软件的时间融合于行为、复杂度高、规模大等特点,提出一种基于时间事件因果关系检测的需求确认方法,检测用UML/MARTE+CCSL模型表达的系统行为是否满足相应的时间事件因果关系。包括:定义时间事件因果关系表达利益相关者的期望;抽取模型的多图协作下的系统整体行为生成CCSL(clock constraint specification language)规约;结合模型检测技术和社区发现算法检测该行为规约是否满足时间事件因果关系。通过比较实验评估了方法的有效性和实用性,特别是引入社区发现算法处理规模大、复杂度高的规约效果显著。

关键词：基于模型的系统工程需求确认模型检测

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基于多特征融合和深度学习的微观扩散预测

清华大学学报（自然科学版） 2024年第4期64卷 688-699页

作者：张雪芹刘岗王智能罗飞吴建华华东理工大学信息科学与工程学院上海200237 上海市计算机软件评测重点实验室上海201112

准确地预测社交网络中的信息扩散节点可以对谣言、计算机病毒等不良信息的传播以及信息泄露做到早检测、早溯源和早抑制。为了提高微观扩散预测精度,该文提出了一个基于多特征融合和深度学习的微观信息扩散预测通用框架(MFFDLP)。为了... 详细信息

准确地预测社交网络中的信息扩散节点可以对谣言、计算机病毒等不良信息的传播以及信息泄露做到早检测、早溯源和早抑制。为了提高微观扩散预测精度,该文提出了一个基于多特征融合和深度学习的微观信息扩散预测通用框架(MFFDLP)。为了获取信息扩散的时序特征,基于信息扩散序列和社交网络图,采用门控循环神经网络提取局部时序特征和全局时序特征,并融合形成信息扩散序列表征;为了获取用户交互行为和兴趣爱好的动态表示,根据历史信息构建信息扩散图,使用级联图注意力网络提取信息扩散子图中节点特征和边特征,并通过嵌入查找,融合形成当前信息扩散序列中相应节点的动态扩散表征;使用双多头注意力机制,进一步捕获静态和动态扩散特征的上下文信息,实现了高精度微观扩散预测。在3个公共数据集上的对比实验结果表明:所提方法优于对比方法,在微观扩散预测的精度上最高提高了9.98%。

关键词：社交网络微观扩散预测循环神经网络图注意力网络多头注意力机制

基于顶点划分和坐标标准化的密文域3维网格模型可逆信息隐藏

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计算机研究与发展 2024年第6期61卷 1536-1544页

作者：吕皖丽唐运殷赵霞罗斌智能计算与信号处理教育部重点实验室(安徽大学) 合肥230601 华东师范大学通信与电子工程学院上海200241

密文可逆信息隐藏技术可以在加密载体中利用冗余空间额外嵌入信息,在传输过程中保障载体和信息的隐私安全,载体接收者还可以实现无损地提取信息和恢复载体.3维网格模型作为新型的数字媒体,其文件结构与传统的图像等数字媒体存在着不同,... 详细信息

密文可逆信息隐藏技术可以在加密载体中利用冗余空间额外嵌入信息,在传输过程中保障载体和信息的隐私安全,载体接收者还可以实现无损地提取信息和恢复载体.3维网格模型作为新型的数字媒体,其文件结构与传统的图像等数字媒体存在着不同,并且在该领域的研究相对较少.如何提升模型的嵌入容量是目前需要解决的问题.将图像领域多个高有效位预测算法直接迁移到3维模型中应用时,由于数据的存储格式与图像媒体不同,使得算法的预测性能受到了限制.因此,提出了将顶点坐标值标准化处理,消除符号位带来的影响,提升了预测算法的性能.为了进一步减少无用的辅助信息,嵌入集顶点的筛选被加入实验中,成功地为有效载荷腾出空间.实验表明,提出的方法与现有方法相比,在保证无损和可分离地恢复模型与所嵌入的信息的同时,获得了最高的嵌入容量.

关键词： 3维网格模型可逆信息隐藏密文域预测误差嵌入容量

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支持实时流计算应用的关键技术研究进展

软件学报 2024年第1期35卷 430-454页

作者：徐志榛徐辰丁光耀陈梓浩周傲英华东师范大学数据科学与工程学院上海200062 上海市大数据管理系统工程研究中心上海200062 广西可信软件重点实验室(桂林电子科技大学) 广西桂林541004

信息系统在进行知识的挖掘和管理时,需要处理各种形式的数据,流数据便是其中之一.流数据具有数据规模大、产生速度快且蕴含的知识具有较强时效性等特点,因而发展支持实时处理应用的流计算技术对于信息系统的知识管理十分重要.流计算系... 详细信息

信息系统在进行知识的挖掘和管理时,需要处理各种形式的数据,流数据便是其中之一.流数据具有数据规模大、产生速度快且蕴含的知识具有较强时效性等特点,因而发展支持实时处理应用的流计算技术对于信息系统的知识管理十分重要.流计算系统可以追溯到29世纪90年代,至今已经经历了长足的发展.然而,当前多样化的知识管理需求和新一代的硬件架构为流计算系统带来了全新的挑战和机遇,催生出了一系列流计算领域的技术研究.首先介绍流计算系统的基本需求以及发展脉络,再按照编程接口、执行计划、资源调度和故障容错4个层次分别分析流计算系统领域的相关技术;最后,展望流计算技术在未来可能的研究方向和发展趋势.

关键词：实时处理流计算数据处理系统