淺析電子信息系統(tǒng)可信性評(píng)估技術(shù)

郗永健

【摘要】隨著電子信息系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用、系統(tǒng)規(guī)模的增大和復(fù)雜度的提高、應(yīng)用環(huán)境的動(dòng)態(tài)化和開(kāi)放性，電子信息系統(tǒng)的可信性面臨越來(lái)越巨大的考驗(yàn)。電子息系統(tǒng)可信性評(píng)估是一個(gè)對(duì)系統(tǒng)所具有的多維質(zhì)量屬性的綜合評(píng)價(jià)過(guò)程，需要全面、綜合的考慮電子信息系統(tǒng)的相關(guān)質(zhì)量屬性。本文結(jié)合當(dāng)前的復(fù)雜性與復(fù)雜系統(tǒng)理論，針對(duì)電子信息系統(tǒng)可信性評(píng)估問(wèn)題展開(kāi)研究。

【關(guān)鍵詞】可信性 系統(tǒng)評(píng)估 層次分析

【中圖分類號(hào)】TP309 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）01-0032-01

隨著電子信息系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，它已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域的重要支撐，尤其是在航空航天、國(guó)防建設(shè)、核電能源、交通控制等安全關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。同時(shí)，在需求引導(dǎo)和技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，電子信息系統(tǒng)的功能不斷擴(kuò)展和復(fù)雜化、系統(tǒng)規(guī)模日趨龐大和復(fù)雜，電子信息系統(tǒng)的缺陷和故障率也在不斷的增長(zhǎng)。當(dāng)前，由于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)、系統(tǒng)可信性理論、可信性保障技術(shù)等條件的限制，無(wú)法保證電子信息系統(tǒng)是完全可信的。在此情況下，人們尤其是電子信息系統(tǒng)的用戶對(duì)電子信息系統(tǒng)不能抱以完全的信任，電子信息系統(tǒng)能否持續(xù)的成功的運(yùn)行并為用戶帶來(lái)可靠的、安全的、符合用戶預(yù)期的服務(wù)一直以來(lái)都是人們最關(guān)心的問(wèn)題，即本文所關(guān)注的“電子信息系統(tǒng)可信性”問(wèn)題。

當(dāng)前，由于可信性的理論基礎(chǔ)薄弱，對(duì)可信性的研究主要關(guān)注于可信平臺(tái)、軟件可信性等方面的研究。國(guó)內(nèi)外的相關(guān)企業(yè)、機(jī)構(gòu)和專家學(xué)者對(duì)可信平臺(tái)，軟件系統(tǒng)的可信性等方面的研究已經(jīng)出現(xiàn)了一批具有代表性的成果。當(dāng)前可信性研究主要有以下幾個(gè)方面：1）1999年10月，Intel、 Microsoft. IBM. HP等公司共同發(fā)起成立了可信計(jì)算平臺(tái)聯(lián)盟（Trusted Computing Platform Alliance， TCPA），并于2001年發(fā)布了“TrustedComputing Platform Specifications”1.1版。2）2000年IEEE國(guó)際容錯(cuò)計(jì)算會(huì)議（FTCS）與國(guó)際信息處理聯(lián)合會(huì)IFIP的10.4工作組主持的應(yīng)用可信計(jì)算工作會(huì)議合并，成立了 IEEE/IFIP可信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)國(guó)際會(huì)議（International Conference on Dependable System and Networks， DSN）， 如今己經(jīng)成為可信領(lǐng)域每年一度的頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議。3）2006年1月，歐洲啟動(dòng)了“開(kāi)放式可信計(jì)算（Open Trusted Computing）”的可信計(jì)算研究計(jì)劃，有幾十個(gè)科研機(jī)構(gòu)和工業(yè)組織參加。4）20世紀(jì)90年代開(kāi)始，國(guó)內(nèi)對(duì)可信性和可信計(jì)算的研究逐漸增多。2004年始，和可信性和可信計(jì)算相關(guān)的學(xué)術(shù)會(huì)議不斷召幵，聯(lián)想等眾多公司和科研機(jī)構(gòu)在可信計(jì)算的不同領(lǐng)域展幵研究，出現(xiàn)一批研究成果。5）2007年，國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）啟動(dòng)了重點(diǎn)項(xiàng)目“高可信軟件生產(chǎn)工具及集成環(huán)境”。6）2008年，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)啟動(dòng)了由著名計(jì)算機(jī)軟件專家何積豐院士為首席科學(xué)家的“十一五”重大研究計(jì)劃“可信軟件基礎(chǔ)研究”。從上述的一些研究計(jì)劃和重大的基礎(chǔ)研究項(xiàng)目可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前對(duì)可信性的研究主要關(guān)注于兩個(gè)層面的研究：一個(gè)硬件層面的，主要是構(gòu)建電子信息系統(tǒng)中關(guān)鍵部件的可信性驗(yàn)證技術(shù)；二是軟件層面的，主要是關(guān)注軟件可信性的基礎(chǔ)理論與可信軟件的構(gòu)建。而對(duì)電子信息系統(tǒng)的可信性從整體、系統(tǒng)的角度進(jìn)行研究的還比較缺乏。

非線性具有數(shù)學(xué)上的意義，即整體大于部分之和。電子信息系統(tǒng)各組成要素的簡(jiǎn)單相加不能成為一個(gè)完整意義上的電子信息系統(tǒng)。電子信息系統(tǒng)各組成要素之間以及電子信息系統(tǒng)與環(huán)境和用戶之間復(fù)雜的信息、能量流動(dòng)，使電子信息系統(tǒng)組成要素之間、系統(tǒng)與環(huán)境之間以及系統(tǒng)與用戶之間具有大量復(fù)雜的關(guān)系。從熱力學(xué)的角度來(lái)講，平衡狀態(tài)是指孤立系統(tǒng)不隨時(shí)間的變化，與外界沒(méi)有聯(lián)系的一種均勾、混亂無(wú)序的狀態(tài)。系統(tǒng)只有遠(yuǎn)離平衡態(tài)才能實(shí)現(xiàn)演化發(fā)展的過(guò)程。開(kāi)放系統(tǒng)通過(guò)與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的交換，才能從平衡、近平衡走向遠(yuǎn)離平衡，形成一種非平衡的有序結(jié)構(gòu)。電子信息系統(tǒng)是開(kāi)放系統(tǒng)，它的開(kāi)放性表現(xiàn)在對(duì)內(nèi)和對(duì)外兩個(gè)方面。對(duì)內(nèi)就是對(duì)電子信息系統(tǒng)內(nèi)部各組成要素之間的聯(lián)系。對(duì)外就是電子信息系統(tǒng)與其環(huán)境之間的物質(zhì)、能量、信息等方面的交換。在技術(shù)發(fā)展和需求的推動(dòng)下，現(xiàn)代電子信息系統(tǒng)是多方面、多環(huán)節(jié)、多要素構(gòu)成的異構(gòu)的復(fù)雜巨系統(tǒng)，而且系統(tǒng)各個(gè)要素、各個(gè)部分之間可能各具特點(diǎn)、千差萬(wàn)別，形成了電子信息系統(tǒng)的多樣性。盡管電子信息系統(tǒng)具有層次性，對(duì)于分布式和網(wǎng)絡(luò)化的各組成部分之間擁有一個(gè)單一的集中控制對(duì)于電子信息系統(tǒng)來(lái)說(shuō)弊端非常的明顯，電子信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是分散控制、信息融合。自適應(yīng)，是從系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系的角度對(duì)系統(tǒng)演變過(guò)程的一種描述，它強(qiáng)調(diào)在一定的外界環(huán)境條件下，系統(tǒng)適應(yīng)環(huán)境，從而呈現(xiàn)新的狀態(tài)完成其既定的功能。系統(tǒng)形成有序結(jié)構(gòu)之后，在一定的外界環(huán)境刺激下，必然要做出反應(yīng)，體現(xiàn)系統(tǒng)適應(yīng)環(huán)境的能力。電子信息系統(tǒng)的運(yùn)行及其發(fā)揮自身的作用，必然是在一定的環(huán)境下，它從所處的環(huán)境中獲取信息和能量，并通過(guò)自身的功能對(duì)信息進(jìn)行加工處理，完成既定的任務(wù)。任何電子信息系統(tǒng)的運(yùn)行都離不開(kāi)所處環(huán)境的支撐與制約，都要適應(yīng)其運(yùn)行的環(huán)境。分散控制結(jié)構(gòu)和持續(xù)存在的自適應(yīng)，使系統(tǒng)往往具有自組織的性質(zhì)。自適應(yīng)是系統(tǒng)在沒(méi)有外部干預(yù)的情況下，依靠系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)行為，從而達(dá)成某一結(jié)果的連續(xù)行動(dòng)，也是靠系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)，自發(fā)地呈現(xiàn)新的有序結(jié)構(gòu)。對(duì)于電子信息系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，當(dāng)某個(gè)組成要素、部分發(fā)生故障無(wú)法完成自身功能時(shí)，其他正常的部分在可能的情況下還要繼續(xù)運(yùn)行，完成其他不受影響的系統(tǒng)功能，從而不至于使系統(tǒng)完全崩潰。層次性、非線性、非平衡有序、分散控制、自適應(yīng)和自組織等性質(zhì)是復(fù)雜系統(tǒng)的共同的標(biāo)志屬性。

從上述的分析中不難看出，電子信息系統(tǒng)具有上述復(fù)雜系統(tǒng)的典型特征。因此，可以說(shuō)電子信息系統(tǒng)是一類復(fù)雜系統(tǒng)。

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