进程代数

摘要： 信息物理融合系统CPS(cyber physical system)是在环境感知的基础上,集合物理与计算的系统,可以实现与环境的智能交互.CPS信息物理空间的不断变化,对CPS资源安全性造成一定的挑战.因此,如何研究这一类由时空变化而导致的CPS资源安全性问题成为关键.针对该问题,提出了面向CPS时空约束的资源建模及其安全性验证方法.首先,在TCSP(timed communicating sequential process)的基础上扩展资源向量,提出了时空资源通信顺序进程DSR-TCSP(duration-space resource TCSP),使其能够描述CPS拓扑环境下的资源;其次,从时空约束的资源安全性需求中获取时间安全需求,通过DSR-TCSP的时间属性验证算法对时间安全需求进行验证;再次,将满足时间安全需求的模型转换为偶图与偶图反应,并输入到偶图检验工具Big MC中,验证其物理拓扑安全需求,对没有通过验证的反例,修改DSR-TCSP模型,直至满足所提出的安全需求;最后,通过一个驾驶场景实例,验证该方法的有效性.

摘要： Otway-Rees协议的目的是完成发起者和响应者之间的双向认证,并且分发服务器产生的会话密钥.该协议的特点是简单实用,没有使用复杂的同步时钟机制或双重加密,仅用少量的信息提供了良好的时效性.此协议允许通过一个网络的个别通信认证自己的身份,还可以阻止重放攻击和窃听,允许修改检测.对安全协议的分析是信息时代无法回避的关键问题,事实证明,形式化方法是安全协议分析更为可靠和有效的途径.此协议的形式化验证对于工程实施具有重要意义.对Otway-Rees协议进行抽象处理,得到抽象模型,在此基础上给出基于进程代数的形式化描述,并进行形式化验证.验证结果表明,此协议形式的并行系统展现出了期望的外部行为.

摘要： 通信过程中为了使得通信双方之间的对话过程是安全传输的,在引入可信第三方的基础上,Yahalom协议借助于可信第三方为通信双方分配"好"的会话密钥,利用该共享密钥加密对话内容保证双方对话的安全.Yahalom协议的形式化验证具有很重要的意义.为了使可信第三方在通信双方之间安全地分配会话密钥,文中对通信过程进行理论化形式的验证.文中基于可信平台的随机会话密钥分配过程进行了抽象化的处理,给出了抽象模型中各个实体状态及状态变迁的操作语义描述,建立了Yahalom协议结构化的操作语义并发计算模型,主要通过ACP公理系统对Yahalom协议的状态变迁系统进行了形式化的验证,验证结果表明Yahalom协议系统地展示了期望的外部行为,从理论上证明了基于进程代数的Yahalom协议是可行的.

摘要： 随着信息物理融合系统CPS(cyber physical system)研究的深入,CPS的安全性问题越来越受到人们的广泛关注,如何验证CPS时空不一致的安全性问题已经成为研究热点.针对该问题,提出了面向CPS时空性质验证的混成AADL(architecture analysis&design language)建模与模型转换方法.首先,扩展AADL行为附件的时空描述能力,提出了混成AADL(hybrid architecture analysis&design language),用于建模CPS的时空性质;其次,在进程代数中引入微分方程以及位置描述,提出了HP-TCSP,能够验证CPS的时空性质;再次,通过模型转换,将混成AADL转换为HP-TCSP,从而可以将混成AADL描述的CPS模型在HP-TCSP中进行时空一致性验证;最后,通过一个飞机避撞系统实例,验证该方法的有效性.

摘要： 已有多种技术和方法用于Android恶意应用的检测,但关于应用行为形式化描述的研究仍有待完善.本文基于π演算提出一种使用进程代数从组件层次描述Android应用及组件行为的形式化描述方法.首先给出组件行为的基本语义和组件行为的定义,并给出了组件行为相应的演化规则,然后给出了组件交互行为的形式化描述,并应用于一个案例表明了方法的正确性和有效性,最后给出了基于模拟机制的行为判定规则,为应用行为的分析和判定提供有效支持.

摘要： 针对Android App权限提升攻击的问题,基于Pi演算构建了一个形式化的权限提升攻击检测模型.利用扩展后的Pi演算对Android App及其运行时环境进行建模,得到形式化的行为模型;通过将权限安全策略形式化的表示为包含进程表达式的IF-THEN规则,并利用Pi演算的性质进行进程演算和迁移,构建了检测模型,并给出了权限提升攻击检测的方法.理论分析和实验表明,该方法具有线性的时间和空间复杂度,并可以非常容易地将现有的权限安全策略应用在该模型中,保证了模型的精确性.相比其他方法,该方法在提高检测精确性的同时并没有牺牲检测的效率.

摘要： 传统的进程代数中,进程间是否能够通信与它们之间的距离无关.而在现实世界中,无线网络等通信距离受限的系统相当普遍.本文提出了一种进程代数系统,侧重考虑了进程间距离对进程间通信以及观测等效性的影响.本文在标记转换系统(LTS)基础上提出了两种互模拟概念,并初步研究了二者的关系,进而给出了一种互模拟的模态特征.

摘要： 安全体系结构集成了软件体系结构与信息安全两大领域的研究,基于进程代数的语言适合描述基于并发交互构件的软件体系结构的一系列重要性质.使用基于进程代数的描述语言对结构中各组成元素和整体拓扑构形分别建模,形成安全的软件体系结构.

摘要： 许多软件系统由于需求和执行环境的变化,都需要在运行时动态的演化.因此确保软件在演化时以及演化后可以正确的执行变得十分重要.最近Zhang Ji提出一种基于状态的软件动态演化模型,论文尝试建立一种基于进程代数的动态演化模型,并主要以原文中的实例为基础,通过进程代数对其进行建模以及分析,为最终建立此模型积累一定的经验.

摘要： 在开放异构的环境下,实现自治主体闻可信的业务协同系统仍是一个困难的问题.电子机构为分析该类问题提供了一种较好的概念框架,但它对分布协同系统的设计实现阶段还缺乏有效支持.以进程代数理论为基础,提出一种适合电子机构的进程演算语言,给出了其形式语法和操作语义,并以具体实例说明了该方法的使用过程.电子机构的进程代数方法更加适合于电子机构的设计、分析确认与实现.

摘要： 随着计算机技术和网络通信技术的高速发展,对于并发分布式系统已经提出了进程代数以及Petri网等形式化分析方法.近年来由于移动互联网的出现和快速发展,进程代数增加了移动性得到了pi演算,与此同时,Petri网领域,也采用谓词/变迁网、颜色网等构建移动系统模型.但它们仍存在一些不足之处.在此基础上,A.Asperti和N.Busi提出了移动网这一系统模型.移动网是在Petri网的基础上增加了移动性,并结合了进程代数的优势得到的,适于描述和刻画移动计算系统.然而,目前并没有对于移动网相应的分析方法的研究.为此本文开展了移动网模型分析方法的研究,给出了移动网的可达树的构造算法,提供了移动网模型可达性分析方法,并对移动车辆电话通信系统实例进行了分析.

摘要： 为解决分布式系统构建过程中系统组合和语义验证等方面的问题,基于范畴理论和进程代数,为基于Agent的分布式系统模型提出了一种形式化的语义描述框架.范畴图表用于描述整个系统的结构模型,态射用来表示系统各组成部分之间的交互和协作机制.在此基础上,对Agent规范的描述、组合、精化以及迁移过程中的语义保持问题进行了探讨.应用研究表明,该框架适用于分布式系统模型的描述和构建,有助于分析系统分解和组合的正确性.

摘要： 提出一种基于随机进程代数的认知网络形式化建模与分析方法，首先介绍PEPA的基本概念，然后结合认知问题本质，对网络系统行为进行精简和抽象处理，用PEPA语言从系统宏观运行状态和系统业务及内部结构2个角度分别讨论构建认知网络的形式化模型，并探索模型的量化分析方法。该方法以逻辑精确性为特色，能够应用于系统实现的任何阶段，为认知网络的设计提供理论指导。

摘要： 将描述并行、分布式和可移动系统的进程代数应用于系统生物学的形式化描述和行为模拟,给出了SBP依赖式ABC转运器的π-演算模型,分析了其基于状态迁移规则的动态行为演变和构象变化过程,并用自动验证π-演算、通信系统演算CCS的移动工作台MWB对该模型进行了状态跟踪和性能验证. π-演算能够在统一的框架之下捕获分子生物系统的两个关键属性:模块化组织和动态行为,对其既能进行质的又能进行量的推理,证明了π-演算用于分子生物过程抽象描述的可行性.

摘要： 通过剖析影响可生存性的本质特征，将服务请求与服务器、攻击者与服务器描述为不同的组件，使用PEPA语言精确描述系统各个状态间的逻辑关系和动态变化过程，从用户服务请求和攻击影响两个角度分别构建可生存性形式化模型，并比较两种建模角度的异同。理论分析和实验结果表明该模型能够正确地反映出可生存性的关键属性，并可在理论上指导可生存系统的设计和实现。

摘要： 通过剖析影响可生存性的本质特征，将服务请求与服务器、攻击者与服务器描述为不同的组件，使用PEPA语言精确描述系统各个状态间的逻辑关系和动态变化过程，从用户服务请求和攻击影响两个角度分别构建可生存性形式化模型，并比较两种建模角度的异同。理论分析和实验结果表明该模型能够正确地反映出可生存性的关键属性，并可在理论上指导可生存系统的设计和实现。

摘要： 移交状态管理部(104)使网关装置(111)进行如下的验证测试，即，验证在将作为移交候选的进程移交给网关装置(111)而由网关装置(111)执行了进程的情况下是否得到正确执行结果。并且，移交状态管理部(104)从网关装置(111)取得验证测试的结果，根据所取得的验证测试的结果决定是否将进程的执行移交给网关装置(111)。

摘要： 进程监视装置具有周期性地发送通信数据(41)的发送进程(20)以及接收所发送的通信数据(41)的接收进程(30)。接收进程(30)具有每隔基准间隔将监视数据(42)写入存储器(12)中的监视线程(32)。发送进程(20)具有：取得线程(22)，其从存储器(12)取得监视数据(42)；以及发送线程(21)，其将监视数据(42)作为附加数据(43)，与通信数据(41)一起发送到接收进程(30)。监视线程(32)根据附加数据(43)是前面第几次生成的监视数据(42)，判定发送进程(20)的状态。

摘要： 本发明涉及对由信息处理装置执行的进程进行解析并提取进程中利用的加密函数或解密函数等加密逻辑的进程解析装置。进程解析装置具有：执行轨迹取得部，其取得作为解析对象的进程的执行轨迹；块提取部，其从执行轨迹中提取作为表示循环构造的处理单位的块；块信息提取部，其从块中提取包含输入信息和输出信息的块信息；以及块信息解析部，其使用块信息的输入信息或输出信息生成用于判定块的输入输出关系的特征的特征判定信息，利用该特征判定信息对块的输入输出关系进行解析，将表示加密函数或解密函数的输入输出关系的特征的块判定为加密逻辑。

摘要： 本发明涉及一种基于随机进程代数的并发系统性能模拟方法，属于计算机应用技术领域。现有并发系统的随机模拟技术中，系统从初始状态运行到稳态状态的预热过程会花费很长时间，且这种耗时会随着系统规模的增加而增加。本发明所述的方法利用Fluid逼近技术速度快且几乎不受系统规模影响的优点，迅速求解出系统的近似平衡态,让系统从平衡态附近直接出发进行模拟来提取系统性能参数，省去了预热过程的耗时，能够有效提高算法的收敛速度和降低计算资源的消耗。

摘要： 本发明涉及一种基于随机进程代数的并发系统死锁检测方法，属于计算机应用技术领域。现有并发系统死锁检测技术都受状态空间爆炸问题的影响而效果不佳。本发明所述的方法主要是基于并发系统的逻辑架构和由它所决定的状态空间的结构特性来进行死锁检测，这种检测方法的复杂度基本不随系统中相同类型进程的数目的增加而增大。因而采用本发明所述的方法，能够有效地缓解一些大型并发系统死锁检测的状态空间爆炸问题。

摘要： 本发明涉及一种基于系统进程代数化模型的系统风险分析方法，该方法构建了系统进程代数化模型AMSP，其中AMSP以事故演化过程作为分析对象，其输出为事故演化过程中系统风险值的变化过程；利用AMSP动态分析事故演化过程，输出以下结果：系统运行阶段系统控制结构中存在的风险因素；系统功能结构中出现的风险传播路径，以及事故演化过程中系统风险的连续变化情况。与现有技术相比，本发明能够以更优化的流程刻画系统安全状态在运行阶段的连续变化过程，克服静态安全分析模型的输出结果离散化问题以及纯动态模型的状态转移集合膨胀问题。

摘要： 本发明公开了一种基于进程代数的实时协议分析及验证系统，包括：数学建模模块，用于利用进程代数建模，对实时协议进行形式化表示，建立实时协议模型，并对协议需求进行形式化表示；代码生成模块，根据所述实时协议模型生成高级语言代码；仿真验证模块，根据进程代数描述语言的语义对所述实时协议模型进行仿真执行，并根据数学建模模块所输出的实时协议的形式化表示和协议需求的形式化表示，对所述实时协议模型所满足的需求性质进行分析与验证；验证结果处理模块，对仿真验证模块所输出的分析与验证结果进行统计及分类，并提供协议性质的评估。该系统提供不满足协议需求的协议执行过程，并提供协议性质的整体评估，提高了开发人员优化协议的效率。

摘要： 本发明公开了一种基于进程代数的软件体系结构安全模型的建立方法，包括：1）创建软件体系结构的流图；2）在软件体系结构的流图基础上，采用进程代数作为形式化描述语言对各个软件体系结构要素进行定义；3）对被定义的软件体系结构进行安全性检查，验证检查结果或进行修改，得到软件体系结构安全模型。本发明所建立的安全模型在一个形式化的框架内对软件体系结构的安全性进行描述、分析和验证，可以保证和维持基于构件的一类软件体系结构开发的一致性和完整性，因此使用此发明研究安全组件以及其交互形成的软件体系结构的安全特性具有重要意义和实用价值。

摘要： 本发明涉及一种基于随机进程代数的并发系统性能模拟方法，属于计算机应用技术领域。现有并发系统的随机模拟技术中，系统从初始状态运行到稳态状态的预热过程会花费很长时间，且这种耗时会随着系统规模的增加而增加。本发明所述的方法利用Fluid逼近技术速度快且几乎不受系统规模影响的优点，迅速求解出系统的近似平衡态,让系统从平衡态附近直接出发进行模拟来提取系统性能参数，省去了预热过程的耗时，能够有效提高算法的收敛速度和降低计算资源的消耗。

摘要： 本发明涉及一种基于随机进程代数的并发系统死锁检测方法，属于计算机应用技术领域。现有并发系统死锁检测技术都受状态空间爆炸问题的影响而效果不佳。本发明所述的方法主要是基于并发系统的逻辑架构和由它所决定的状态空间的结构特性来进行死锁检测，这种检测方法的复杂度基本不随系统中相同类型进程的数目的增加而增大。因而采用本发明所述的方法，能够有效地缓解一些大型并发系统死锁检测的状态空间爆炸问题。