软件体系结构脆性分析与验证

计算机工程与科学

软件体系结构脆性分析与验证

张红，王小军

（北京理工大学计算机学院,北京 100081）

收稿日期:2016-07-16 修回日期:2016-09-03 出版日期:2016-11-25 发布日期:2016-11-25

Analysis and validation of the brittleness

of software architecture

ZHANG Hong，WANG Xiaojun

（School of Computer Science & Technology,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China)

Received:2016-07-16 Revised:2016-09-03 Online:2016-11-25 Published:2016-11-25

摘要/Abstract

摘要：

软件系统因具有节点众多、节点间联系复杂、随时间演化、自组织临界等特性可将其视为复杂系统。在软件安全领域，对软件体系结构的分析一直是研究的重点。软件体系结构具有自身的脆性，这体现在软件系统的运行过程会出现由于内部组件失效或外部攻击而导致的级联故障乃至系统崩溃。首次将软件系统视为复杂系统，对软件体系结构的脆性进行相关分析，并结合“数据抽象和面向对象”风格的软件体系结构，通过蚁群算法及GROD算法指出该体系结构脆性的最大崩溃路径及脆性源。这将对软件安全领域系统的设计、监控等方面的研究提供理论及实践方面的指导意义。

关键词: 软件体系结构, 软件安全, 复杂系统, 复杂网络, 脆性

Abstract:

Software systems can be treated as complex systems because of the features such as numerous nodes, complicated relationships among the nodes, evolving with time and selforganized criticality. In the field of software security, the analysis of software architecture always plays an important role. The software architecture has its own brittleness which reflects in the cascading failure and collapse of the whole software system during its running. We treat the software system as a complex system for the first time, and analyze the brittleness of the software architecture. Then the max collapse path and the brittleness source regarding the “data abstraction and objectoriented” software architecture style are given through the ant colony algorithm and the GROD algorithm, which can have profound implications for the design and monitoring of the software system both in theory and practice.

Key words: software architecture, software security, complex system, complex network, brittleness

张红，王小军. 软件体系结构脆性分析与验证[J]. 计算机工程与科学.

ZHANG Hong，WANG Xiaojun.

Analysis and validation of the brittleness

of software architecture

[J]. Computer Engineering & Science.

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