申请/专利权人：华东师范大学

申请日：2020-12-22

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN112559359B

主分类号：G06F11/36

分类号：G06F11/36;G06F40/151;G06F40/253;G06F40/30

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2021.04.13#实质审查的生效;2021.03.26#公开

摘要：本发明公开了一种基于S2ML的安全攸关系统分析与验证方法，其特点是采用Z3约束求解器对生成的数据文件进行性质验证的方法，具体包括：读取格式文件、抽取每个状态之间迁移的条件、转换成约束求解的格式和性质分析等步骤。本发明与现有技术相比具有较高的求解效率，极大的提高系统的可靠性与安全性，较好的解决了SysML的状态机图不支持自动检测系统的安全性的问题，方法简便，成本低廉且安全可靠。

主权项：1.一种基于S2ML的安全攸关系统分析与验证方法，其特征在于，采用Z3约束求解器对生成的数据文件进行性质验证，其验证方法具体包括以下步骤：A1，读取由创建的安全自动机生成的格式文件；A2，以字符串的形式抽取出每个状态之间的迁移条件；A3，对每个字符串进行词法分析，分别存入词素列表中；A4，对词素列表进行分析，将词素列表转换成为Z3约束求解器中可进行约束求解的EXPR式；A5，将每一个EXPR存储于与迁移条件类似的数据结构中；A6，进行状态迁移冲突和全局满足条件冲突的性质验证；所述创建的安全自动机使用下述定义的S2ML语法和S2ML语义：1S2ML的语法S2ML状态机模型定义为一个11-元组SF＝Z,T,E,A,z1,e1,a1,tick,s，其中：Z＝{z1,…,zn}表示n个状态的非空有限集合；T＝{t1,…,tm}表示m个迁移的非空有限集合；E＝{e1,…,ek}表示k个输入信号的非空有限集合；A＝{a1,…,at}表示t个输出信号的非空有限集合；z1∈Z表示初始状态；e1∈E表示激活的输入；a1∈A表示激活的输出；tick表示逻辑时钟，用来同步语言中对instant的抽象建模；s表示激活函数，将T的每个过渡ti与输入变量E上的布尔条件和可选的等待条件相关联即当tick被派发时；2S2ML语义Safety_SysML模型的执行被视为与其环境同步，在同步计算模式中体现为tick事件被派发，活动状态的所有迁出迁移的触发器都被满足，其系统执行规则如下：当Safety_SysML状态图被触发时，检查系统是否处于活动状态，输入变量是否在当前设置下，tick事件是否触发，如果tick事件不触发，那么迁移不执行；如果tick事件触发，迁移条件不满足则迁移不执行，迁移条件满足迁移执行；如果Safety_SysML模型中只存在一个状态转换，则会触发此转换；如果有多个转换，则会触发具有最高优先级的状态转换；在同步计算模式下，状态的常规转换要在tick的一个事件周期内完成；强迁移、弱迁移和即刻迁移要符合定义的语法；如果Safety_SysML模型中没有可以触发的转换，则Safety_SysML模型仍处于当前活动状态；在同步计算模式下，Safety_SysML状态模型在tick被派发时，活动状态的所有迁出迁移的触发器都被满足，都处于可发生状态，但是只有优先级最高且满足卫士条件的迁移才可以发生；所述状态迁移冲突是对于每个状态，取出它的所有向外迁移条件，存入EXPR列表中，并对该列表每次抽出两个不同的EXPR式，放入Z3的Model中进行ModelCheck，若满足且优先级相同，则代表有解，说明该状态产生状态迁移冲突，反之，无状态迁移冲突；所述全局满足条件冲突是对于所有状态，取出所有迁移条件，存入EXPR列表中，并对该列表每次抽出一个EXPR式，将它与全局应满足的性质所生成的EXPR式一起放入Z3的Model中进行ModelCheck，若不满足，则代表无解，说明该迁移与全局应满足性质产生冲突，反之，无全局满足条件冲突。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 华东师范大学 一种基于S²ML的安全攸关系统分析与验证方法

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