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基于改进规则检查静态分析技术的高效脆弱性检测方法 Article

Deng CHEN,Yan-duo ZHANG,Wei WEI,Shi-xun WANG,Ru-bing HUANG,Xiao-lin LI,Bin-bin QU,Sheng JIANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第3期页码 332-345 doi: 10.1631/FITEE.1500379

摘要：静态分析是保障软件开发质量的一种重要方法。通过与软件开发过程集成并进行交互式应用可进一步提升静态分析工具的作用优势。然而，静态分析工具的交互式应用具有高性能和快速响应等要求。为此，本文以基于规则检查技术的静态分析工具作为研究对象，提出一种改进的规则检查算法，旨在提升静态分析工具的性能。由于一个代码文件通常只包含与部分脆弱性规则相关的错误，通过规则过滤可有效提高规则检查算法的效率，进而提升静态分析的性能。为了对方法可行性及有效性进行评估，方法实现过程被集成到开源静态分析工具PMD中并基于扩展后的PMD进行了实验分析。实验结果表明提出的方法可在不损失静态分析检测能力和精度的情况下获得平均28.7%的性能提升。

关键词：基于规则的静态分析技术；软件质量；软件验证；性能改进

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一种使用静态分析和遗传搜索在Android恶意软件检测中搜索最优特征的方法 None

Ahmad FIRDAUS, Nor Badrul ANUAR, Ahmad KARIM, Mohd Faizal Ab RAZAK

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第6期页码 712-736 doi: 10.1631/FITEE.1601491

摘要：为此，安全从业者通过静态和动态分析对恶意软件进行识别。静态分析具有整体代码覆盖、低资源消耗和快速处理的优势。然而，静态分析需要最少量的特征才能对恶意软件进行有效分类。因此，我们采用基于遗传算法（GA）的遗传搜索（GS）在106个字符串中选择特征。为评估由GS确定的最佳特征，我们使用了5种机器学习分类器，分别是Naïve Bayes（NB）、功能树（FT）、J48、随机森林（RF）和多层感知器（MLP）。

关键词：遗传算法；静态分析；Android；恶意软件；机器学习

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基于重放分析的网络协议软件状态变量自动化发现技术 Research Article

黄见欣1,喻波1,刘润昊1,苏金树1,2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第3期页码 403-416 doi: 10.1631/FITEE.2200275

摘要：网络协议软件通常具有程序路径复杂、状态空间庞大的特点。程序中往往存在着一些带有状态的关键变量，用于记录协议状态和会话信息。本文针对现有程序分析技术难以发现网络协议软件中的状态变量，且自动化程度偏低的问题，提出一种基于重放分析的状态变量识别方法。考虑到状态变量主要反映着通信双方的参数和程序的状态，具有这些特征的变量通常会以全局变量或静态变量的形式，持续存在于进程之中，该方法通过记录和重放协议软件的执行轨迹，运用动态插桩技术，在协议状态和软件状态的变化过程中，分析内存关键区域的全局变量和静态变量的状态特征，并结合规则进行筛选判定。在此基础上，设计并实现了一套能够自动化发现状态变量的原型系统，在ProFuzzBench中的9个程序和2个现实中的复杂协议软件上进行了测试。

关键词：状态变量；网络协议软件；程序分析技术；网络安全

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拟态防御技术结合软件多样化在软件安全产业中的应用

庞建民,张宇嘉,张铮、邬江兴

《中国工程科学》 2016年第18卷第6期页码 74-78 doi: 10.15302/J-SSCAE-2016.06.015

摘要：

随着互联网的飞速发展，计算机软件全球化的进程不断推进。大量相同软件安装在数以万计的计算机中，容易导致黑客利用软件的漏洞，攻击安装了该软件的所有计算机。传统的软件安全措施是依靠对漏洞进行修补，其只能起到亡羊补牢的作用。软件多样化技术可以使这种情况得到缓解，但其并没有从根本上消除漏洞带来的威胁。本文提出将拟态防御技术与软件多样化技术相结合应用于软件安全产业，可以消除漏洞带来的威胁。

关键词：软件多样化拟态防御软件安全产业

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基于免疫Agent的网格性能抗衰

徐建,张琨,刘凤玉

《中国工程科学》 2007年第9卷第11期页码 87-91

摘要：

模拟生物免疫机理实现计算网格的性能抗衰是一个崭新的研究方向。分析和比较了免疫和抗衰之间的异同，构建了基于免疫Agent的系统抗衰逻辑模型，模拟生物免疫机理对计算网格的资源和性能进行监控和诊断，建立性能衰退的数学模型，并给出了抗衰策略决策方法。以一个分布式的音像资源事务处理系统为背景进行应用研究，给出了一个两阶段超指数分布的数学模型来评估性能，结果表明该方法是有效的。

关键词：网格免疫系统性能监控软件抗衰免疫Agent

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利用软件定义网络结构提升未来无线通信网络性能的方法研究与展望 Review

Mingjie FENG,Shiwen MAO,Tao JIANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第7期页码 606-619 doi: 10.1631/FITEE.1500336

摘要：随着互联网的负载高速增长和各种应用的日益丰富，为提供方便、快捷的互联网接入服务，现有的网络结构已经变得相当复杂和多样，这给网络管理提出了新的挑战。为了应对这一挑战，软件定义网络的概念被提出，并被认为是一种有前景的解决方案。在软件定义网络结构中，网络控制域和数据传输域是分开的；所有的网络设备被抽象化，通过一个集中式的控制器来进行管理。通过使用软件定义网络的结构，网络管理变得灵活和高效，因此可以潜在地提升网络性能。为了充分利用软件定义网络的优势，最近又提出了软件定义无线网络结构。本文首先分析在不同无线网络中软件定义网络结构的应用。然后讨论在基于软件定义网络结构的无线网络中使性能提升的几个关键技术环节。最后，提出一些关于软件定义无线网络可能的未来研究方向。

关键词：软件定义网络结构；软件定义无线网络；OpenFlow；性能提升

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智能化时代的软件开发：拥抱大模型的正确姿势 Perspective

彭鑫

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第11期页码 1513-1519 doi: 10.1631/FITEE.2300537

摘要：以ChatGPT为代表的大语言模型技术对包括软件工程在内的很多领域都带来巨大冲击，也引发广泛焦虑。为在迷雾中看清一点方向，近期我们基于各种技术文献和实践分享以及我们自身的初步探索不断讨论和思考“大模型时代的软件工程”或者“大模型的软件开发能力”这一命题。由于到目前为止大模型在很大程度上仍然是一个黑盒，并且大模型技术还在快速迭代和发展之中，同时目前看到的以及我们自己实践的基于大模型的软件开发案例还比较初步，因此本文的很多认识和思考不一定准确，未来还可能会随着技术和实践的发展而不断刷新

关键词：大语言模型；ChatGPT；软件工程；软件开发

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改进的软件模块化二元相似度测量 Article

Rashid NASEEM, Mustafa BinMat DERIS, Onaiza MAQBOOL, Jing-peng LI, Sara SHAHZAD, Habib SHAH

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第8期页码 1082-1107 doi: 10.1631/FITEE.1500373

摘要：目的：各种各样的二元相似度测量在聚类方法中被用来确定数据中的相似实体的同类组。这些相似度测量大多数仅基于特征的存在或缺失。二元相似度测量在软件模块化中亦能与不同的聚类方法一起用于提高软件系统的可理解性与可管理性。每种相似度测量都有其优势与不足，分别能使聚类结果优化或恶化。创新点：本文强调了软件模块化中一些已有的著名的二元相似度测量的优势。此外，基于这些已有的相似度测量，新提出了几种改进的相似度测量。方法：首先，介绍了一些软件模块化中已有的著名的二元相似度测量的优势。接着，提出了几种改进的新的相似度测量。结合具体例子，说明这些新方法整合了JC、JNM和RR这几种已有的二元相似度测量的优势。最后，通过实验比较新方法与已有方法的结果，验证所提新方法的有效性。尽管这些新方法仅基于数据的二元特征向量表达，它们能被用来测试任何编程语言编写的软件系统。

关键词：二元相似度测量；二元特征；测量组合；软件模块化

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针对无人机系统安全的新型层级式软件架构 Special Feature on Intelligent Robats

Xiao-rui ZHU, Chen LIANG, Zhen-guo YIN, Zhong SHAO, Meng-qi LIU, Hao CHEN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第3期页码 353-362 doi: 10.1631/FITEE.1800636

摘要：提出一种覆盖底层源代码到上层用户任务代码的新型层级式软件架构，用于提高无人机系统安全性与可靠性。每个软件模块采用形式化验证方法，验证其源代码是否符合设计规范，软件模块基于经过形式化验证的操作系统内核（certified kit operating system，CertiKOS），防止无人机由于意外软件故障而坠毁考虑到无人机的机载传感器会对系统可靠性产生显著影响，对驱动传感器SPI总线与I2C总线形式化验证，并针对总线异常情况设计完成相关实验。实验结果表明，该软件架构能够有效提高无人机系统安全性与可靠性。

关键词：安全关键系统；无人机；软件架构；形式化验证

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RePizer：一种软件需求排序架构 Article

Saif Ur Rehman KHAN,Sai Peck LEE,Mohammad DABBAGH1,Muhammad TAHIR,Muzafar KHAN,Muhammad ARIF

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第8期页码 750-765 doi: 10.1631/FITEE.1500162

摘要：标准的软件开发周期很大程度上取决于利益相关方的需求。软件开发全程围绕需求设计和管理。考虑到时间和资源的限制，必须分清哪些是必须首先考虑的高优先级需求。已有的需求排序架构缺少对历史数据的记录，而这些历史数据有助于从类似项目中方便地选取最适合的需求排序技术。本文中，我们提出一种名为RePizer的软件需求排序架构，该架构与一种选定的需求排序技术联合使用，可以基于给定标准(如开发成本)，为软件需求优先级排序。基于RePizer架构，采用已有的两种需求排序技术：计划博弈(planning game, PG)和层级分析(analytical hierarchy process, AHP)，分别比较各自的预期准确度和易用程度结果表明，采用计划博弈时，RePizer性能更佳。

关键词：软件需求；需求排序技术；排序架构；计划博弈；层级分析

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一种安全、高性能的软件定义网络多控制器体系结构 Article

Huan-zhao WANG,Peng ZHANG,Lei XIONG,Xin LIU,Cheng-chen HU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第7期页码 634-646 doi: 10.1631/FITEE.1500321

摘要：控制器在软件定义网络（software-defined networking）中扮演着至关重要的角色。然而现有的SDN控制器体系结构存在单点故障隐患，即控制器资源容易被洪泛的数据流请求耗尽。为了解决以上SDN控制器的安全和性能问题，本文提出一种名为分布式数据存储（distributed rule store，DRS）的SDN多控制器体系结构。在DRS体系结构中，控制器将网络应用预计算的流规则进行缓存，并把这些规则分布式存储在不同的控制器实例上。每个控制器仅存储其中的一部分规则，并周期性地检查其他控制器中规则的完整性。来自交换机的请求会被分配到不同的控制器进行处理，因此针对控制器的资源耗尽攻击可以被缓解。同时，当单个控制器上的规则被恶意篡改后，DRS可以及时发现并且修复被篡改的规则。本文基于Floodlight控制器对DRS进行了实现，并通过大量模拟实验对其性能进行评价。

关键词：软件定义网络；安全；多控制器；分布式规则存储

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可编程软件定义网络的新架构与安全技术：综述 None

Shen WANG, Jun WU, Wu YANG, Long-hua GUO

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第12期页码 1500-1521 doi: 10.1631/FITEE.1800575

摘要：当前，网络空间已经成为社会基础设施的一个重要组成部分。随着网络规模快速发展，应用程序和服务日益丰富，底层网络设备（如交换机和路由器）承载功能被不断扩展。为提升网络动态架构、安全性和服务质量，网络控制平面与数据平面的解耦是网络技术发展趋势。目前，软件定义网络（SDN）是新兴网络领域最热门、最具前景的技术之一。SDN有利于实现网络新技术、新协议，提升部署功能灵活性和可操作性。然而，该新型网络技术面临架构和安全方面的新挑战。本文为可编程SDN最新进展相关研究提供一个全面综述，分析已被研究和有待解决的问题，并分析在框架架构和安全领域的发展趋势。

关键词：软件定义网络（SDN）；安全；可编程

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自恢复容错系统的建模与分析

郭成昊,刘凤玉

《中国工程科学》 2007年第9卷第10期页码 75-79

摘要：

容错系统不仅会产生硬件故障，由于连续长时间的运行，系统的性能也会逐渐下降或失效，即老化现象。综合考虑容错系统中的硬件故障和老化现象，提出了将传统的冗余技术和软件抗衰技术相结合的策略，并给出了该系统的非马尔可夫随机Petri网模型，随之对基于该模型的系统进行了定量分析。

关键词：容错系统软件抗衰软件老化冗余策略非马尔可夫随机Petri网

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基于风险分析的可靠性指标加速验证方法研究

张辉睿

《中国工程科学》 2015年第17卷第5期页码 31-37

摘要：

传统的可靠性验证试验由于一般在使用条件下进行，且只利用失效数据进行判定，往往需要大量的时间和费用。这对于高可靠长寿命船舶设备可靠性指标的验证是不可接受的。本文提出一种基于风险分析的可靠性指标加速验证方法，该方法利用退化数据进行分析，在试验风险可接受的条件下提前截止试验，得出验证结果。同时，利用高环境应力可以加速退化过程，进一步减少试验时间。本文具体给出了分析和计算提前截止试验和利用高应力进行试验产生的额外风险的方法，保证了验证结果的真实可靠。最后利用案例证实了该方法在减少验证试验时间上的有效性。

关键词：退化数据；加速验证试验；可靠性验证；风险分析；优化设计

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流追踪：一种软件定义网络中低开销的时延测量和路径追踪方法 Article

硕汪,娇张,韬黄,江刘,韵洁刘,F. Richard YU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第2期页码 206-219 doi: 10.1631/FITEE.1601280

摘要：为了针对不同的应用和流量提供服务质量保障和差异化服务，负载均衡和多优先级队列技术被广泛地应用于网络中。在传统网络中，网络管理员经常使用“traceroute”和“ping”工具来检测负载均衡机制或者服务质量策略是否正常工作。然而，由于这些工具并不被现有的OpenFlow交换机所支持，所以还不能够应用于软件定义网络中。此外，traceroute和ping依靠主动发送探测包来探测路径。基于此发现，我们提出了一套新的软件定义网络中的流追踪机制“FlowTrace”，利用它来追踪任意流量的转发路径以及测量数据流所经历的链路时延。该工具通过收集交换机的流表来计算流的转发路径。在获得流的真实转发路径后，我们提出了一种新的测量方法来测量不同流的网络时延。最后，实验结果显示我们设计的方法可以准确的找出流的真实转发路径并测量出不同种类流所经历的时延。

关键词：软件定义网络；网络检测；路径追踪

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标题作者时间类型操作

基于改进规则检查静态分析技术的高效脆弱性检测方法

Deng CHEN,Yan-duo ZHANG,Wei WEI,Shi-xun WANG,Ru-bing HUANG,Xiao-lin LI,Bin-bin QU,Sheng JIANG

期刊论文

一种使用静态分析和遗传搜索在Android恶意软件检测中搜索最优特征的方法

Ahmad FIRDAUS, Nor Badrul ANUAR, Ahmad KARIM, Mohd Faizal Ab RAZAK

期刊论文

基于重放分析的网络协议软件状态变量自动化发现技术

黄见欣1,喻波1,刘润昊1,苏金树1,2

期刊论文