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概率模型检验的CBTC系统通信协议的形式化验证 被引量:4
1
作者 谢雨飞 徐田华 唐涛 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期35-39,共5页
通信协议是CBTC系统重要的组成部分,它的正确性、稳定性和安全性对整个CBTC系统有重要影响.鉴于通信协议中某些参数具有随机特征,本文采用概率模型检验对其进行形式化验证.分析了概率模型检验的语义及语法,建立了通信协议的概率模型,用... 通信协议是CBTC系统重要的组成部分,它的正确性、稳定性和安全性对整个CBTC系统有重要影响.鉴于通信协议中某些参数具有随机特征,本文采用概率模型检验对其进行形式化验证.分析了概率模型检验的语义及语法,建立了通信协议的概率模型,用概率模型检验工具PRISM验证了典型的概率规范.结果证明,当信道正常概率为99%,系统无延时概率为99%时,通信协议失效率小于1.5×10-10.说明了用概率模型检验验证具有随机特征参数的通信协议,方法简单快捷,结论清晰明了. 展开更多
关键词 CBTC系统 通信协议 概率模型检验 形式化验证
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匿名通信协议MACP概率模型检验
2
作者 徐静 王振兴 张连成 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2012年第11期4315-4319,共5页
匿名通信技术是保护互联网用户隐私的最有力手段之一,但匿名通信协议的形式化验证仍是亟待解决的难题。对P2P匿名通信协议MACP进行了形式化验证与分析,将MACP协议的匿名路径建立过程模型化为一个离散时间马尔可夫链;然后利用概率计算树... 匿名通信技术是保护互联网用户隐私的最有力手段之一,但匿名通信协议的形式化验证仍是亟待解决的难题。对P2P匿名通信协议MACP进行了形式化验证与分析,将MACP协议的匿名路径建立过程模型化为一个离散时间马尔可夫链;然后利用概率计算树逻辑PCTL描述MACP协议的匿名性质,并采用概率模型检验器对MACP协议的匿名性进行检验。检验结果表明,通过增加匿名通道数,提高了MACP协议的匿名等级和抗攻击能力;MACP协议的匿名性随着规模的增大而增强,并没有因控制匿名路径的长度而降低。 展开更多
关键词 匿名通信 P2P MACP 概率模型检验
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基于概率模型检验的云渲染任务调度定量验证 被引量:7
3
作者 高洪皓 缪淮扣 +2 位作者 刘浩宇 许华虎 于芷若 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1839-1859,共21页
云渲染技术已被广泛应用于影视和动漫等行业.与传统的渲染农场和租赁市场模式不同,云渲染系统依托云计算基础设施提供多种软件服务进行渲染作业的方式,正逐渐成为新兴的计算模式.由于任务执行和资源操作等作业调度对于用户而言是透明的... 云渲染技术已被广泛应用于影视和动漫等行业.与传统的渲染农场和租赁市场模式不同,云渲染系统依托云计算基础设施提供多种软件服务进行渲染作业的方式,正逐渐成为新兴的计算模式.由于任务执行和资源操作等作业调度对于用户而言是透明的,这要求云渲染系统应具备智能化以实现计算资源优化调度和多端任务管理,并对系统可靠性提出了更高要求.针对这一问题,提出了采用概率模型检验对云渲染系统任务调度进行定量评估.首先,考虑渲染服务失效等因素引发的随机系统异常和指令错误,如文件损坏和渲染任务超时等,提出了基于离散马尔可夫链(DTMC)的概率模型对云渲染系统的文件准备模块、资源请求模块、渲染任务执行模块进行形式化建模;其次,从服务质量属性角度提出了9类验证性质用于定义云渲染系统的可靠性,采用概率计算树逻辑(PCTL)描述检验性质公式并执行工具PRISM计算和验证渲染系统可靠性;最后,结合案例和实验证明了该方法的可行性和有效性,尤其是对改进前后云渲染系统进行定量检验,可用于指导如何进行失效恢复和任务切换.因此,该方法在一定程度上可提高云渲染系统的可靠性. 展开更多
关键词 云渲染系统 任务调度 概率模型检验 PRISM定量验证 可靠性分析
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基于概率模型检验的Web服务系统可靠性分析 被引量:1
4
作者 高洪皓 开金宇 +3 位作者 周家安 缪淮扣 黄婉秋 王皙 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第A01期132-139,共8页
为了实现对Web服务系统进行可靠性分析,采用概率模型检验技术对其行为模型进行形式化验证是一种有效方法.但该方法需要对服务系统的分布式特征进行建模,因此利用分布式日志收集系统Flume NG实时收集Web服务器日志并对其进行预处理操作,... 为了实现对Web服务系统进行可靠性分析,采用概率模型检验技术对其行为模型进行形式化验证是一种有效方法.但该方法需要对服务系统的分布式特征进行建模,因此利用分布式日志收集系统Flume NG实时收集Web服务器日志并对其进行预处理操作,针对日志采集频率问题采用Kafka进行日志缓存,通过Storm分析日志数据并构造用于描述服务可靠性的概率迁移矩阵.采用概率标签迁移系统PLTS描述服务行为模型,采用概率计算树逻辑PCTL描述服务系统需求性质,集成概率模型检验器PRISM支持自动化定量验证和分析,从而实现基于概率模型检验的Web服务可靠性分析.最后通过案例研究和验证数据分析证明所提方法的有效性和可行性. 展开更多
关键词 WEB服务系统 概率迁移矩阵 概率模型检验 可靠性分析 分布式日志处理
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基于概率模型检验的CTCS-3级无线通信建模与分析 被引量:1
5
作者 全宏宇 赵会兵 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期37-41,共5页
CTCS_3级列控系统的无线通信系统是一个复杂、随机的分布式系统,无线通信系统为列控系统车载和地面设备提供安全相关信息交互,因此采用正确有效的方法对其进行建模和可靠性分析具有重要意义.本文根据GSM_R网络的QoS要求,建立了无线通信... CTCS_3级列控系统的无线通信系统是一个复杂、随机的分布式系统,无线通信系统为列控系统车载和地面设备提供安全相关信息交互,因此采用正确有效的方法对其进行建模和可靠性分析具有重要意义.本文根据GSM_R网络的QoS要求,建立了无线通信系统的概率模型,采用概率模型检验工具PRISM对概率模型进行描述和可靠性分析,计算了无线通信系统的稳态概率,并分析了不同速度条件对无线通信的可靠性的影响.结果表明,当无线小区平均间距为3 km,列车运行速度为300 km/h时,无线通信系统处于已连接状态的概率为0.991;随着列车运行速度的增大,无线通信系统处于已连接状态的概率下降. 展开更多
关键词 CTCS-3级无线通信 概率模型检验 建模 可靠性分析
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基于概率模型检验的民机平视显示系统建模与安全性分析 被引量:1
6
作者 王鹏 张帆 +1 位作者 董磊 赵长啸 《电光与控制》 北大核心 2017年第11期64-69,共6页
民机平视显示系统(HUD)作为安全关键系统,由于其高度复杂且与其他机载系统结合使用,使得传统系统安全性评估方法难以满足定量安全性分析需求。因此,需要开发基于形式化模型的安全性评估(MBSA)方法,在明确概率模型检验原理及系统高层建... 民机平视显示系统(HUD)作为安全关键系统,由于其高度复杂且与其他机载系统结合使用,使得传统系统安全性评估方法难以满足定量安全性分析需求。因此,需要开发基于形式化模型的安全性评估(MBSA)方法,在明确概率模型检验原理及系统高层建模规范基础上,研究平显系统概率模型分层建模方法,建立平显系统概率模型,并描述系统定量安全性属性,展开自动概率模型检验,得出定量安全性分析结论,提高安全性分析效率与运算结果精确度。 展开更多
关键词 平视显示器 民机 概率模型检验 形式化模型 定量分析 安全性
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LTL概率模型检验工具的实现与优化
7
作者 林哲超 董威 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2017年第5期892-896,共5页
概率模型检验建立在非概率模型检验技术的基础上,不仅能够对系统进行定性的验证,还能够定量判断系统满足相关性质的概率,具有广泛的适用性。LTL概率模型检验算法的复杂度较高,达到双重指数级别,现有的工具如PRISM与MRMC均不支持对LTL性... 概率模型检验建立在非概率模型检验技术的基础上,不仅能够对系统进行定性的验证,还能够定量判断系统满足相关性质的概率,具有广泛的适用性。LTL概率模型检验算法的复杂度较高,达到双重指数级别,现有的工具如PRISM与MRMC均不支持对LTL性质的验证。针对这个问题,通过对原有的LTL概率模型检验算法进行优化,实现了一个高效的LTL概率模型检验工具。通过对比实验验证了该工具的有效性。 展开更多
关键词 LTL 概率模型检验 优化
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故障拓展模型到概率检验模型的转换规则 被引量:1
8
作者 王鹏 张帆 +2 位作者 董磊 胡剑波 赵长啸 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期2501-2508,共8页
以故障拓展模型和概率检验模型为基础,通过分析概率检验模型的语法语义、转移命令及逻辑关系,研究清晰、完整的转换规则,实现故障拓展模型向概率检验模型的转换。此外,研究模型的定量概率检验转换规则,构建逻辑验证表达。最后,对机载通... 以故障拓展模型和概率检验模型为基础,通过分析概率检验模型的语法语义、转移命令及逻辑关系,研究清晰、完整的转换规则,实现故障拓展模型向概率检验模型的转换。此外,研究模型的定量概率检验转换规则,构建逻辑验证表达。最后,对机载通信系统调谐控制功能展开基于概率检验的定量安全性评估。结果表明,通过将故障拓展模型转换为概率检验模型的转换规则,能够实现复杂系统定量安全性自动分析,从而有效支持航空器复杂系统安全性评估过程。 展开更多
关键词 转换规则 形式化 安全性 概率模型检验 故障
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基于AADL的混合关键系统随机错误与突发错误安全性分析
9
作者 魏晓敏 董云卫 +2 位作者 孙聪 李兴华 马建峰 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期4287-4309,共23页
许多复杂的嵌入式系统都是混合关键系统(mixed-criticality system,MCS).MCS通常需要在指定的关键性(criticality)等级状态下运行,但是它们可能会受到一些危害的影响,这些危害可能会导致随机错误和突发错误,进一步导致执行线程中止,甚... 许多复杂的嵌入式系统都是混合关键系统(mixed-criticality system,MCS).MCS通常需要在指定的关键性(criticality)等级状态下运行,但是它们可能会受到一些危害的影响,这些危害可能会导致随机错误和突发错误,进一步导致执行线程中止,甚至导致系统故障.目前的研究仅集中于对MCS的可调度性分析,未能进一步分析系统安全性,未能考虑线程之间的依赖关系.以随机错误和突发错误为研究对象,提出一种集成故障传播分析的基于架构的MCS安全分析方法.使用架构分析和设计语言(architecture analysis and design language,AADL)刻画构件依赖关系.为了弥补AADL的不足,创建新的AADL属性(AADL突发错误属性),并提出新的线程状态机(突发错误行为线程状态机)语义来描述带有突发错误的线程执行过程.为了将概率模型检查应用于安全分析,提出模型转换规则和组装方法,从AADL模型推导出PRISM模型.建立了两个公式,分别获得定量安全属性以验证故障发生的概率,以及定性安全属性以生成相应的正例来求出故障传播路径来进行故障传播分析.最后,以动力艇自动驾驶仪(power boat autopilot,PBA)系统为例,验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 混合关键系统 突发错误 模型转换 安全性分析 概率模型检验
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区间占用检查逻辑的建模与安全分析 被引量:6
10
作者 周果 赵会兵 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期66-73,共8页
在轨道电路发生故障或分路不良时,列控中心无法根据轨道电路继电器的状态准确判断区间列车占用情况,进而使得调度中心屏幕上出现所谓故障"红光带"和故障"飞车"现象,带来安全隐患。为降低运行风险,首先明确指出了轨... 在轨道电路发生故障或分路不良时,列控中心无法根据轨道电路继电器的状态准确判断区间列车占用情况,进而使得调度中心屏幕上出现所谓故障"红光带"和故障"飞车"现象,带来安全隐患。为降低运行风险,首先明确指出了轨道占用的4种逻辑状态,并在列控中心软件设计中加入占用检查逻辑层,对轨道电路继电器状态及状态转换进行处理,将安全的区间占用逻辑状态发送给调度中心。运用Markov决策过程方法描绘逻辑状态处理过程,并以四色准确显示占用情况,强化了规范中限制条件的不适用情况,并通过定量计算得出单程危险失效概率为2.120×10-10,证明了设计的隐患风险在可接受范围之内。 展开更多
关键词 区间信号 轨道占用 分路不良 定量安全分析 概率模型检验
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Web服务计算组合流程QoS验证 被引量:3
11
作者 开金宇 缪淮扣 高洪皓 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2015年第12期120-123,147,共5页
在满足功能需求的前提下,Web服务能否赢得市场,主要取决于其服务质量(Quality of Services,QoS)。采用概率模型检验的方法判断Web服务计算组合流程的服务质量是否满足系统质量需求。依据用户访问Web服务产生的访问日志,采用聚类的方法,... 在满足功能需求的前提下,Web服务能否赢得市场,主要取决于其服务质量(Quality of Services,QoS)。采用概率模型检验的方法判断Web服务计算组合流程的服务质量是否满足系统质量需求。依据用户访问Web服务产生的访问日志,采用聚类的方法,构建面向用户群组的Web服务流程的使用行为QoS模型。采用QoS扩展的状态图描述Web服务流程的QoS需求。然后,利用概率模型验证工具PRISM判断Web服务流程的QoS是否满足系统质量需求。验证面向用户群组的Web服务流程的使用行为质量模型是否满足系统质量需求,为服务流程结构的调整提供了依据。 展开更多
关键词 Web服务质量需求 面向用户群组的服务流程QoS模型 概率模型检验
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基于Markov决策过程的列控系统定量安全分析方法 被引量:1
12
作者 周果 赵会兵 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期74-81,共8页
为了在列控系统的设计阶段和安全评估阶段对系统隐患进行把握,对系统的设计进行定量安全分析是至关重要的。定量分析的结果可以用来判断和比较设计的优劣,也可用来评估隐患的风险,并根据分析结果判断所采取的隐患控制措施是否使隐患的... 为了在列控系统的设计阶段和安全评估阶段对系统隐患进行把握,对系统的设计进行定量安全分析是至关重要的。定量分析的结果可以用来判断和比较设计的优劣,也可用来评估隐患的风险,并根据分析结果判断所采取的隐患控制措施是否使隐患的风险被控制在可接受的范围内。本文应用以Markov决策过程为基础的建模方法,对列控系统中的双车追踪场景进行系统行为建模,集成系统正常行为和失效行为,提出综合系统行为模型CBM,并通过概率模型检验工具PRISM对危险失效概率进行准确计算,提出列控系统定量安全分析方法。 展开更多
关键词 列控系统 定量安全分析 MARKOV决策过程 概率模型检验
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MANET中MIX策略的分析与设计
13
作者 沈岚岚 董荣胜 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第18期157-160,共4页
在MANET匿名通信中,使用加密等技术防止攻击者通过消息内容进行匿名攻击,并采用MIX输出策略防范攻击者根据通信模式进行的匿名攻击。基于概率模型检测方法,该文分析几种典型的MIX输出策略在MANET中的应用。结果显示,这几种策略无法防范... 在MANET匿名通信中,使用加密等技术防止攻击者通过消息内容进行匿名攻击,并采用MIX输出策略防范攻击者根据通信模式进行的匿名攻击。基于概率模型检测方法,该文分析几种典型的MIX输出策略在MANET中的应用。结果显示,这几种策略无法防范统计暴露攻击等被动攻击,且防范攻击的能力、平均时延和开销等性能会受到移动性的影响。该文提出同步发送的MIX输出策略,能更好地防御匿名攻击,具有延迟低、受节点移动影响小的特点。 展开更多
关键词 匿名通信 概率模型检验 MIX策略
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CTCS-1级列控系统无线广播通信场景建模与验证
14
作者 刘中田 张茜 赵焕 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期1-12,共12页
在高铁线路故障情况下,为了支持高铁动车组在普速线路上运行,国铁集团组织研究了高铁动车组利用普速线迂回运行系统.该系统车地间无线通信拟采用的无线单向广播方案,在现有的列控系统中从未使用过,对其进行建模与验证研究具有重要意义.... 在高铁线路故障情况下,为了支持高铁动车组在普速线路上运行,国铁集团组织研究了高铁动车组利用普速线迂回运行系统.该系统车地间无线通信拟采用的无线单向广播方案,在现有的列控系统中从未使用过,对其进行建模与验证研究具有重要意义.通过分析CTCS-1级列控系统的总体技术规范,对无线广播通信场景进行详细设计和完善,采用SysML语言对场景建模,通过设计SysML-PRISM模型的转换规则将场景的SysML模型转换为概率模型,得到由信道模块、车站数据服务器(Station Data Server,SDS)模块、列车模块构成的无线广播通信场景概率模型,采用概率模型检验工具PRISM对场景的概率模型进行描述和验证.结果表明:场景设计合理、无线单向广播通信方式可行、SDS规定的优先发送报文的次数应该为2次或3次.本文中对无线广播通信场景的研究能提早发现系统技术方案中可能存在的问题,为相关研究提供参考. 展开更多
关键词 列控系统 无线广播通信场景 概率模型检验 SYSML 车站数据服务器
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