淺析電子信息系統(tǒng)可信性評估技術

郗永健

【摘要】隨著電子信息系統(tǒng)的廣泛應用、系統(tǒng)規(guī)模的增大和復雜度的提高、應用環(huán)境的動態(tài)化和開放性，電子信息系統(tǒng)的可信性面臨越來越巨大的考驗。電子息系統(tǒng)可信性評估是一個對系統(tǒng)所具有的多維質(zhì)量屬性的綜合評價過程，需要全面、綜合的考慮電子信息系統(tǒng)的相關質(zhì)量屬性。本文結合當前的復雜性與復雜系統(tǒng)理論，針對電子信息系統(tǒng)可信性評估問題展開研究。

【關鍵詞】可信性 系統(tǒng)評估 層次分析

【中圖分類號】TP309 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）01-0032-01

隨著電子信息系統(tǒng)的廣泛應用，它已經(jīng)成為國民經(jīng)濟和國防建設等各個領域的重要支撐，尤其是在航空航天、國防建設、核電能源、交通控制等安全關鍵領域發(fā)揮著不可替代的作用。同時，在需求引導和技術發(fā)展的推動下，電子信息系統(tǒng)的功能不斷擴展和復雜化、系統(tǒng)規(guī)模日趨龐大和復雜，電子信息系統(tǒng)的缺陷和故障率也在不斷的增長。當前，由于系統(tǒng)開發(fā)技術、系統(tǒng)可信性理論、可信性保障技術等條件的限制，無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)的成功的運行并為用戶帶來可靠的、安全的、符合用戶預期的服務一直以來都是人們最關心的問題，即本文所關注的“電子信息系統(tǒng)可信性”問題。

當前，由于可信性的理論基礎薄弱，對可信性的研究主要關注于可信平臺、軟件可信性等方面的研究。國內(nèi)外的相關企業(yè)、機構和專家學者對可信平臺，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。當前可信性研究主要有以下幾個方面：1）1999年10月，Intel、 Microsoft. IBM. HP等公司共同發(fā)起成立了可信計算平臺聯(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國際容錯計算會議（FTCS）與國際信息處理聯(lián)合會IFIP的10.4工作組主持的應用可信計算工作會議合并，成立了 IEEE/IFIP可信系統(tǒng)與網(wǎng)絡國際會議（International Conference on Dependable System and Networks， DSN）， 如今己經(jīng)成為可信領域每年一度的頂級學術會議。3）2006年1月，歐洲啟動了“開放式可信計算（Open Trusted Computing）”的可信計算研究計劃，有幾十個科研機構和工業(yè)組織參加。4）20世紀90年代開始，國內(nèi)對可信性和可信計算的研究逐漸增多。2004年始，和可信性和可信計算相關的學術會議不斷召幵，聯(lián)想等眾多公司和科研機構在可信計算的不同領域展幵研究，出現(xiàn)一批研究成果。5）2007年，國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）啟動了重點項目“高可信軟件生產(chǎn)工具及集成環(huán)境”。6）2008年，國家自然科學基金委員會啟動了由著名計算機軟件專家何積豐院士為首席科學家的“十一五”重大研究計劃“可信軟件基礎研究”。從上述的一些研究計劃和重大的基礎研究項目可以發(fā)現(xiàn)，當前對可信性的研究主要關注于兩個層面的研究：一個硬件層面的，主要是構建電子信息系統(tǒng)中關鍵部件的可信性驗證技術；二是軟件層面的，主要是關注軟件可信性的基礎理論與可信軟件的構建。而對電子信息系統(tǒng)的可信性從整體、系統(tǒng)的角度進行研究的還比較缺乏。

非線性具有數(shù)學上的意義，即整體大于部分之和。電子信息系統(tǒng)各組成要素的簡單相加不能成為一個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)境和用戶之間復雜的信息、能量流動，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雜的關系。從熱力學的角度來講，平衡狀態(tài)是指孤立系統(tǒng)不隨時間的變化，與外界沒有聯(lián)系的一種均勾、混亂無序的狀態(tài)。系統(tǒng)只有遠離平衡態(tài)才能實現(xiàn)演化發(fā)展的過程。開放系統(tǒng)通過與外界環(huán)境進行物質(zhì)、能量和信息的交換，才能從平衡、近平衡走向遠離平衡，形成一種非平衡的有序結構。電子信息系統(tǒng)是開放系統(tǒng)，它的開放性表現(xiàn)在對內(nèi)和對外兩個方面。對內(nèi)就是對電子信息系統(tǒng)內(nèi)部各組成要素之間的聯(lián)系。對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。在技術發(fā)展和需求的推動下，現(xiàn)代電子信息系統(tǒng)是多方面、多環(huán)節(jié)、多要素構成的異構的復雜巨系統(tǒng)，而且系統(tǒng)各個要素、各個部分之間可能各具特點、千差萬別，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，對于分布式和網(wǎng)絡化的各組成部分之間擁有一個單一的集中控制對于電子信息系統(tǒng)來說弊端非常的明顯，電子信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是分散控制、信息融合。自適應，是從系統(tǒng)與環(huán)境關系的角度對系統(tǒng)演變過程的一種描述，它強調(diào)在一定的外界環(huán)境條件下，系統(tǒng)適應環(huán)境，從而呈現(xiàn)新的狀態(tài)完成其既定的功能。系統(tǒng)形成有序結構之后，在一定的外界環(huán)境刺激下，必然要做出反應，體現(xiàn)系統(tǒng)適應環(huán)境的能力。電子信息系統(tǒng)的運行及其發(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，并通過自身的功能對信息進行加工處理，完成既定的任務。任何電子信息系統(tǒng)的運行都離不開所處環(huán)境的支撐與制約，都要適應其運行的環(huán)境。分散控制結構和持續(xù)存在的自適應，使系統(tǒng)往往具有自組織的性質(zhì)。自適應是系統(tǒng)在沒有外部干預的情況下，依靠系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)行為，從而達成某一結果的連續(xù)行動，也是靠系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)，自發(fā)地呈現(xiàn)新的有序結構。對于電子信息系統(tǒng)來說，當某個組成要素、部分發(fā)生故障無法完成自身功能時，其他正常的部分在可能的情況下還要繼續(xù)運行，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、自適應和自組織等性質(zhì)是復雜系統(tǒng)的共同的標志屬性。

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

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