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高可信嵌入式计算机系统的安全性与易用性设计

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高可信嵌入式计算机系统的安全性与易用性设计

DESIGN OF SECURITY AND USABILITY OFEMBEDDED DEPENDABLE COMPUTER SYSTEM

摘要

Abstract

目录

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究内容

1.4 本文组织结构

第2章 易用性设计与实现

2.1 文件存储系统

2.2 键盘设计与实现

2.3 无线通信模块设计与实现

2.4 辅助液晶屏设计与实现

2.5 本章小结

第3章 安全性设计与实现

3.1 系统认证机制

3.2 系统损毁机制

3.3 基于多级认证的自毁策略设计

3.4 本章小结

第4章 系统可靠性评估

4.1 系统模型介绍

4.2 基于马尔科夫计算方法

4.3 非马尔科夫评估方法

4.4 本章小结

第5章 系统测试

5.1 可靠性测试

5.2 键盘测试

5.3 自毁测试

5.4 无线测试

5.5 数据库测试

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢

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摘要

随着嵌入式技术的发展,嵌入式系统在各个领域中发挥着巨大的作用,例如航天、民用、商用、军事等。其中在某些关键领域,用户对系统的可信性要求越来越高,并且需要在设计中充分发挥嵌入式的专用性特点。目前,高可信嵌入式的研究已经越来越受到重视,为了保证系统的高可信性,安全和容错等相关技术多被系统所采用。
  本文在一个高可信嵌入式容错控制机的基础上,以高可信嵌入式系统的易用性及安全性作为研究重点,进行相关技术开发,满足高可信控制系统的实际应用需求。
  在易用性设计方面,主要考虑的是用户需求。首先,在JFFS2文件系统的基础上,设计并实现了文件存储子系统,具有日志文件存储、更新、查询等功能,为用户与系统数据信息提供良好的交互平台。另外为系统开发具有针对性的外设设备,例如多输入模式的键盘设备,显示系统状态信息的辅助液晶屏设备,及提供对外控制通信的无线通信设备。
  在安全性设计方面,主要考虑的是系统需求。为了保证系统不被非法用户侵入,为系统设计多级认证机制,包括SD卡认证、口令认证、指纹认证。并且为了保护系统数据安全可靠,研究并设计实现了多种系统关键信息损毁手段,并基于多级认证技术提出有效的多级自毁策略。这些技术充分为系统的高安全性提供了保障。
  另外,本文还运用两种方法对高可信嵌入式控制系统,进行了可靠性评估,数据显示系统满足高可靠性。同时,为了测试系统的易用性及安全性设计的功能,对整个系统及各个模块进行了相关测试。

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