蠕虫智能扩散形式化分析及权策略算法实现

抽象蠕虫扩散的一般过程,采用确定的有限自动机理论,对蠕虫扩散行为进行形式化描述。建立智能扩散自动机模型,为研究蠕虫扩散过程提供了一种直观的形式化手段。提出加权树策略,基于该策略设计智能扩散模型并详细阐述权策略的核心算法,描述蠕虫智能扩散的本质特征和执行过程。形式论证结果表明,该模型能够有效地刻画智能扩散的特征,实现基于堆遍历加权策略的扩散仿真。     

蠕虫扩散策略自动生成模型

针对蠕虫扩散的通用性、灵活性和可扩展性受限制问题,提出一种基于扩散策略树的蠕虫扩散策略自动生成模型。基于该模型设计了一种描述语言,描述蠕虫的扩散过程,并通过语言翻译器实现蠕虫的扩散。形式化论证了该语言的蠕虫扩散描述能力,构造模型的结构框架,阐述其工作流程。该模型理论上能实现较为普遍的扩散过程。     

网络攻击过程的形式化描述方法研究

采用确定的有限状态自动机理论对复杂的网络攻击行为进行形式化描述,建立了SYN-Flooding等典型攻击的自动机识别模型.通过这些模型的组合可以表示更为复杂的网络攻击行为,从而为研究网络入侵过程提供了一种更为直观的形式化手段.     

一种验证服务组合中消息语义匹配的方法

介绍一种服务组合模型中服务消息语义化匹配验证的方法.该方法先介绍基于服务行为模型的服务组合,并将其转换为形式化的有限状态自动机.利用有限状态自动机中服务行为可以转换为线性逻辑表达式描述的原理,使用线性逻辑的演绎方法对服务消息的匹配性可满足性进行验证.     

队列遍历算法的加权策略在蠕虫扩散中的应用

针对一般蠕虫不能感知目标环境及其改变,从而不能选择有效的扩散策略问题,采用加权树建模方法,给出一种蠕虫自动扩散模型,描述蠕虫"智能"扩散的本质特征和执行过程.基于队列遍历提出一种加权策略算法.分析和仿真实验结果表明,该模型具有较高的扩散效率,能够灵活描述和实现较为普遍的扩散.     

基于自动机的构件实时交互行为的形式化模型

采用形式化方法对复杂实时构件系统交互行为进行描述和验证,对于提高系统的正确性、可靠性等可信性质具有重要意义.分析了基于进程代数和自动机的构件交互行为形式化建模方法各自的优缺点,在此基础上提出了基于时间构件交互自动机的建模方法,给出了时间构件交互自动机的相关定义、组合和验证算法.时间构件交互自动机引入了时间限制、时间代价、时间代价计算半环、构件组合层次等概念,既能够描述构件交互情况,又能够清楚地表示出构件系统的体系结构信息和实时信息,便于对系统进行描述和验证.最后,结合具体应用给出了应用示例.     

基于场景规约的构件式系统设计分析与验证

使用接口自动机及接口自动机网络来描述构件式系统的行为设计模型,使用UML顺序图表示基于场景的需求规约,对系统设计阶段的构件交互行为的动态兼容性进行形式化分析和检验.通过对接口自动机网络状态空间的分析,给出了一系列算法以检验系统行为的存在一致性以及几种不同形式的强制一致性性质,包括前向强制一致性、逆向强制一致性以及双向强制一致性等.     

接口自动机--一种用于组件组合的形式系统

接口自动机是描述基于组件系统中组件及组件间交互行为的形式化工具。接口自动机在处理组件组合问题时所使用的“乐观方法”和博弈思想是区别于其它形式化工具的关键点。本文对接口自动机、时间接口自动机和资源接口及其中的博弈思想进行综述。在同其它形式化方法比较的基础上,指出了接口自动机的长处和局限。文中总结了接口自动机在理论上和实际中的意义并对其应用前景做了展望。     

系统架构描述语言AADL的功能行为建模扩展

架构分析与设计语言(AADL)是一种用于描述复杂嵌入式系统体系架构的建模语言,被广泛用于安全关键系统建模与验证。AADL通过行为附件以状态机的形式对组件的内部行为建模。工业界中的复杂系统常使用层次自动机描述组件的功能行为,而行为附件中没有表达层次自动机的机制。针对这一问题,提出了AADL行为附件的层次化扩展——HBA。首先给出了HBA的形式语法,然后定义了HBA的操作语义。提出了HBA的元模型,并在OSATE环境中实现其文本和图形化编辑器。为了便于形式化验证,给出了HBA到时间自动机(TA)的转换规则,并基于模型检测工具UPPAAL进行形式化验证。最后,给出一个案例研究来验证所提方法的有效性。     

BPEL中基于有限状态自动机的Web服务自动组合

提出了一种基于有限状态自动机的Web服务自动组合方法,该方法能够自动实现BPEL中抽象业务流程与Web服务的绑定.以有限状态自动机模型形式化地定义了业务流程的外模式和内模式,将Web服务组合问题转化为有限状态自动机问题.利用有限状态自动机的笛卡儿积运算,得出了服务组合系统的行为描述.在此基础上,提出了组合服务存在性的判定依据,进一步给出了组合服务的计算方法,设计并实现了一个演示系统.     

UML状态机模型元素的RSL形式化定义

UML状态机作为UML动态描述机制的重要组成部分,在描述系统及模型的动态行为时扮演着重要的角色,但已有的UML动态语义缺乏准确的形式化描述。首先将UML状态机抽象成图;再将图通过传统的有穷自动机进行语义扩展,同时增加状态分层,形成一个基于UML状态机的有穷自动机;然后用RAISE规约语言RSL对扩展后的自动机进行形式化定义,使UML状态机中的模型元素的语义更加清晰、精确,为后期的UML状态机的操作语义形式化研究打下基础。     

基于带权策略的蠕虫智能扩散

运用带权策略树建模方法,给出一种蠕虫智能扩散模型,描述蠕虫智能扩散的本质特征和执行过程,解决一般蠕虫不能感知目标环境及其改变,从而不能选择有效的扩散策略问题。针对该模型提出基于堆遍历的蠕虫智能扩散算法。分析和仿真实验结果表明,该模型能够灵活描述和实现较为普遍的扩散,具有较高的扩散效率。     

一种基于Büchi自动机的LTL程序模型检测方法

时序逻辑程序的形式化验证对提高程序的正确性具有重要意义。基于自动机的理论,用标签转移系统（S）表示程序的行为,用时序逻辑公式（F）描述程序的性质,构建相应的Büchi自动机,从而证明形式化公式SF是否可满足。     

基于有限自动机的网络攻击诱骗系统研究

入侵检测系统对未知入侵模式的攻击不能有效识别,新型的攻击威胁着服务主机的安全,网络攻击诱骗技术则能够有效弥补这一不足.提出一种集成主机系统和Honey-pot的网络攻击诱骗系统Honey-pot吸收攻击包,记录攻击过程,发现主机的安全漏洞,并向主机发送报警通知.利用有限自动机形式化地定义了网络攻击诱骗系统.该自动机模拟了网络安全攻击系统的工作过程,为安全攻击系统的行为描述和结构设计提供了理论依据和论证.     

基于混合自动机的Post-WIMP界面的建模

Post-WIMP界面作为继当前的主流界面范式——WIMP界面后的下一代界面范式,它和WIMP界面有着很大的不同,通过使用虚拟现实、语音交互、手势交互等技术,它能够提供更加自然高效的交互方式.然而,它却难以构造.为了有效地构造Post-WIMP界面,在构造之前不考虑实现细节,而在一个抽象的层次上描述它是一个较好的方法.首先,分析了Post-WIMP界面的交互本质,交互混合性是Post-WIMP界面一个最为重要的特点.从形式化系统的角度分析Post-WIMP界面,通过将Post-WIMP界面抽象为混合系统能够更为准确和严格地分析Post-WIMP界面的特性.混合自动机是用于描述混合系统的形式化工具,将Post-WIMP界面建模为一组相互协作的混合自动机.设计了一基于混合自动机理论的半形式化语言LEAFF作为Post-WIMP界面的描述工具.LEAFF通过结合文本描述和图形描述描述Post-WIMP界面中的交互行为,能够准确地反映交互中的控制关系、时序关系.给出了对两个典型Post-WIMP界面——虚拟现实交互和笔式交互的描述实例,同时讨论了Post-WIMP界面中交互并行性的描述、交互实时性的验证和从描述到实际交互系统构造的转换.     

使用时间化自动机形式化带有时间扩展的UML状态图

严格建模是嵌入式实时系统设计的核心技术，通过UMI。方法与形式化方法结合可以给严格建模提供很好的工具支持。时间化自动机(Timed Automata)是一种用于描述、验证实时系统的理论模型。文中提出了一种通过时间化自动机来形式化带有时间扩展的UML状态图的方法，这种方法为UMI。与形式化方法的结合构造了桥梁作用。带有时间扩展的UML状态图用于嵌入式系统动态模型的建模，从时间化自动机模型得到形式化规范将更容易。UML状态图的形式化分为两部分完成；层次状态图的平面化以及时间化自动机的构造。     

服务组合中基于线性逻辑的消息语义匹配

介绍一种自动服务组合模型服务消息语义化匹配验证的方法。该方法先从服务描述中提取服务消息模型和服务行为模型,后将服务行为模型转换为形式化的有限状态自动机。根据有限状态自动机中的服务接口可以转化为本体概念,服务行为可以转换为线性逻辑表达式描述,使用线性逻辑的演绎方法对服务消息的匹配性和可满足性进行验证。同时,对线性逻辑的演绎定理进行适当扩展以适应服务组合的需要。     

实时系统动态行为模型的一种形式分析方法*

提出了一种基于统一建模语言UML 2.0的实时系统动态行为模型的形式分析方法。首先给出了UML顺序图的形式化描述,分析了UML顺序图中事件之间的关系;在此基础上,给出一种对象自动机来描述每个对象在UML顺序图描述的场景中所参与的事件序列的方法,并将该方法扩展到带有组合片段的UML 2.0顺序图;最后通过分析UML 2.0顺序图中的时间建模机制,给出了从UML 2.0顺序图中提取时间约束得到时间自动机的算法。     

基于场景的联锁软件形式化模型生成方法

为保证列车运行安全和旅客生命财产安全,对车站联锁控制系统进行有效的分析、验证和测试是必不可少的,而形式化模型是联锁系统分析、验证和测试的基础.以计算机联锁软件的UML半形式化模型为基础,以事件确定有限自动机模型作为描述系统的形式化模型,研究UML2.0顺序图转换为事件确定有限自动机模型的方法.首先选取一组与交互行为相关的全局变量作为状态向量来分析和消解顺序图各个场景的消息以及不同场景间的同一消息的前后置状态向量值是否存在矛盾,从而得到一致性的需求场景;然后提取各对象的事件序列生成对应的事件确定有限自动机;最后通过组合系统中对象的自动机模型得到系统的事件确定有限自动机模型.该方法改善了安全苛求软件的设计与开发,为软件质量评估提供了技术支撑.     

时间自动机模型验证的研究进展

基于时间自动机的模型验证是一种形式化的实时并发系统时间性质验证技术,重大软件对时间行为、时序关系的高可靠性要求,不断刺激时间自动机模型验证技术的发展.介绍了时间自动机理论、模型验证算法及工具,对该领域的研究进展做了综述,指出了时间自动机模型验证存在的问题和研究方向.