检索结果-内蒙古大学图书馆

软件学报 2024年第4期35卷 2055-2075页

作者：吴圣垚王枫武延军凌祥屈晟罗天悦吴敬征中国科学院软件研究所智能软件研究中心北京100190 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190

日志是计算机系统中记录事件状态信息的的重要载体,日志系统负责计算机系统的日志生成、收集和输出.OpenHarmony是新兴的、面向全设备、全场景的开源操作系统.在所述工作之前,包括日志系统在内OpenHarmony有许多关键子系统尚未构建,而Op... 详细信息

日志是计算机系统中记录事件状态信息的的重要载体,日志系统负责计算机系统的日志生成、收集和输出.OpenHarmony是新兴的、面向全设备、全场景的开源操作系统.在所述工作之前,包括日志系统在内OpenHarmony有许多关键子系统尚未构建,而OpenHarmony的开源特性使第三方开发者可以为其贡献核心代码.为了解决Open Harmony日志系统缺乏的问题,主要开展如下工作:(1)分析当今主流日志系统的技术架构和优缺点;(2)基于OpenHarmony操作系统的异构设备互联特性设计HiLog日志系统模型规范;(3)设计并实现第1个面向OpenHarmony的日志系统HiLog,并贡献到OpenHarmony主线;(4)对HiLog日志系统的关键指标进行测试和对比试验.实验数据表明,在基础性能方面,HiLog和Log的日志写入阶段吞吐量分别为1500 KB/s和700 KB/s,相比Android日志系统吞吐量提升114%;在日志持久化方面,HiLog可以3.5%的压缩率进行持久化,并且丢包率小于6‰,远低于Log.此外,HiLog还具备数据安全、流量控制等新型实用能力.

关键词：操作系统日志系统开源软件数据安全流量控制

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开源软件供应链漏洞威胁智能感知

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软件学报 2025年第2期36卷 511-536页

作者：王丽敏吴敬征武延军芮志清罗天悦屈晟杨牧天中国科学院软件研究所智能软件研究中心北京100190 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190 中国科学院大学北京100049

开源软件的繁荣推动了软件领域的蓬勃发展,也促使以开源软件为基础的供应链开发模式的形成.开源软件供应链本质上是个复杂的供应链拓扑网络,由开源生态的关键元素及其关联关系构成,其产品全球化等优势有助于提高软件行业的开发效率.然而... 详细信息

开源软件的繁荣推动了软件领域的蓬勃发展,也促使以开源软件为基础的供应链开发模式的形成.开源软件供应链本质上是个复杂的供应链拓扑网络,由开源生态的关键元素及其关联关系构成,其产品全球化等优势有助于提高软件行业的开发效率.然而,开源软件供应链也存在依赖关系复杂、传播范围广泛、攻击面暴露扩大等特点,带来了新的安全风险.现有的以安全漏洞、威胁情报为基础的安全管理虽然可以实现安全预警、预先防御,但是由于漏洞威胁信息获取不及时、缺少攻击技术和缓解措施等信息,严重影响了漏洞处理效率.针对上述问题,设计并实现一种针对开源软件供应链的漏洞威胁智能感知方法,包括两部分:1)构建CTI(网络威胁情报)知识图谱,在其构建的过程中使用到相关技术,可以实现安全情报的实时分析与处理,尤其提出SecERNIE模型以及软件包命名矩阵,分别缓解漏洞威胁关联挖掘的问题和开源软件别名的问题.2)漏洞风险信息推送,以软件包命名矩阵为基础,构建软件包过滤规则,实现开源系统漏洞实时过滤与推送.通过实验验证所提方法的有效性和可用性.实验结果显示,相较于NVD等传统漏洞平台,本方法平均感知时间最高提前90.03天;在操作系统软件覆盖率上提升74.37%,并利用SecERNIE模型实现63492个CVE漏洞与攻击技术实体之间的关联关系映射.特别地,针对openEuler操作系统,可追踪的系统软件覆盖率达到92.76%,并累计感知6239个安全漏洞;同时,还发现openEuler中891条漏洞与攻击的关联关系,进而获取到相应的解决方案,为漏洞处理提供了参考依据.在真实攻击环境验证2种典型的攻击场景,证明所提方法在漏洞威胁感知方面的良好的效果.

关键词：开源软件供应链漏洞威胁感知特征表示知识图谱风险推送

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基于动态完整性度量的机密计算运行时监控方案

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计算机研究与发展 2024年第10期61卷 2482-2500页

作者：李为冯伟秦宇冯登国中国科学院大学北京100049 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190 中国科学院软件研究所北京100190

机密计算(confidential computing,CC)技术基于硬件可信执行环境(TEE),通过隔离、完整性度量和远程证明等技术保护使用中数据的机密性和完整性,并免受特权敌手的攻击.然而,现有机密计算平台的完整性度量和远程证明机制主要针对启动时,... 详细信息

机密计算(confidential computing,CC)技术基于硬件可信执行环境(TEE),通过隔离、完整性度量和远程证明等技术保护使用中数据的机密性和完整性,并免受特权敌手的攻击.然而,现有机密计算平台的完整性度量和远程证明机制主要针对启动时,而缺少运行时完整性保护,例如当用户工作负载潜在的内存漏洞被敌手利用时容易遭受控制流劫持等攻击,目前仅包含启动时完整性保护的机密计算平台无法有效防止或者检测此类运行时攻击.针对该问题,提出了一种基于动态完整性度量的机密计算运行时监控方案,通过向TEE中引入控制流和数据流度量,并扩展可信验证方功能以进行运行时远程证明,实现了机密计算平台内用户工作负载的运行时完整性保护.使用CSV/SEV服务器作为机密计算平台,在其机密虚拟机/容器基础上进行了系统原型实现与实验评估,评估结果表明,方案在增强运行时安全性的同时,引入了约16%的性能损耗.

关键词：机密计算可信执行环境运行时证明控制流完整性数据流完整性

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面向漏洞检测模型的强化学习式对抗攻击方法

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软件学报 2024年第8期35卷 3647-3667页

作者：陈思然吴敬征凌祥罗天悦刘镓煜武延军中国科学院软件研究所智能软件研究中心北京100190 中国科学院大学北京100049 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190

基于深度学习的代码漏洞检测模型因其检测效率高和精度准的优势,逐步成为检测软件漏洞的重要方法,并在代码托管平台GitHub的代码审计服务中发挥重要作用.然而,深度神经网络已被证明容易受到对抗攻击的干扰,这导致基于深度学习的漏洞检... 详细信息

基于深度学习的代码漏洞检测模型因其检测效率高和精度准的优势,逐步成为检测软件漏洞的重要方法,并在代码托管平台GitHub的代码审计服务中发挥重要作用.然而,深度神经网络已被证明容易受到对抗攻击的干扰,这导致基于深度学习的漏洞检测模型存在遭受攻击、降低检测准确率的风险.因此,构建针对漏洞检测模型的对抗攻击不仅可以发掘此类模型的安全缺陷,而且有助于评估模型的鲁棒性,进而通过相应的方法提升模型性能.但现有的面向漏洞检测模型的对抗攻击方法依赖于通用的代码转换工具,并未提出针对性的代码扰动操作和决策算法,因此难以生成有效的对抗样本,且对抗样本的合法性依赖于人工检查.针对上述问题,提出了一种面向漏洞检测模型的强化学习式对抗攻击方法.该方法首先设计了一系列语义约束且漏洞保留的代码扰动操作作为扰动集合;其次,将具备漏洞的代码样本作为输入,利用强化学习模型选取具体的扰动操作序列;最后,根据代码样本的语法树节点类型寻找扰动的潜在位置,进行代码转换,从而生成对抗样本.基于SARD和NVD构建了两个实验数据集,共14278个代码样本,并以此训练了4个具备不同特点的漏洞检测模型作为攻击目标.针对每个目标模型,训练了一个强化学习网络进行对抗攻击.结果显示,该攻击方法导致模型的召回率降低了74.34%,攻击成功率达到96.71%,相较基线方法,攻击成功率平均提升了68.76%.实验证明了当前的漏洞检测模型存在被攻击的风险,需要进一步研究提升模型的鲁棒性.

关键词：对抗攻击漏洞检测强化学习代码转换

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服务器无感知计算系统性能优化技术研究综述

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软件学报 2025年第1期36卷 47-78页

作者：杨光刘杰曲慕子王帅叶丹钟华中国科学院大学北京100049 中国科学院软件研究所软件工程技术研究开发中心北京100190 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190

服务器无感知计算是新兴的云计算模式,它基于“函数即服务(FaaS)”的范式,以函数为部署和调度的基本单位,为用户提供大规模并行和自动伸缩的函数执行服务,且无需用户管理底层资源.对于用户,服务器无感知计算能够帮助他们摆脱集群底层基... 详细信息

服务器无感知计算是新兴的云计算模式,它基于“函数即服务(FaaS)”的范式,以函数为部署和调度的基本单位,为用户提供大规模并行和自动伸缩的函数执行服务,且无需用户管理底层资源.对于用户,服务器无感知计算能够帮助他们摆脱集群底层基础设施管理的负担,专注于业务层的开发和创新;对于服务提供商,服务器无感知计算将应用分解为细粒度的函数,极大地提高了调度效率和资源利用率.显著的优势让服务器无感知计算迅速吸引了业界的注意,然而,服务器无感知计算与传统云计算迥然不同的计算模式以及对任务各方面的严格限制给应用的迁移带来了诸多障碍,各种越来越复杂的任务也对服务器无感知计算的性能提出了越来越高的要求,服务器无感知计算的性能优化成为一个重要的研究课题.从4个方面对服务器无感知计算系统性能优化技术的相关研究工作进行梳理和综述,并介绍现有的系统实现.(1)介绍面向典型任务的优化技术,包括任务适配和针对特定任务的系统优化;(2)综述沙箱环境的优化工作,包括沙箱方案和冷启动优化技术,它们是决定函数运行速度的核心;(3)概括I/O和通信技术的优化,它们是服务器无感知计算应用程序的主要性能瓶颈;(4)简述相关的资源调度技术,包括面向平台和面向用户的调度策略,它们决定着系统的资源利用率和任务的执行效率.最后,总结当前服务器无感知计算性能优化技术所面临的问题和挑战,并展望未来可能的发展方向.

关键词：服务器无感知计算函数即服务云函数云计算性能优化

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基于TLA+形式化规约的Raft协议测试

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软件学报 2024年第12期35卷 5363-5381页

作者：王栋窦文生高钰吴陈傲魏峻黄涛计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190 中国科学院大学北京100049

Raft是最为流行的分布式共识协议之一.自2014年被提出以来,Raft协议及其变体在各种分布式系统中被广泛应用.为了证明Raft协议的正确性,开发者使用TLA+形式化规约对协议设计进行了建模和验证.但由于抽象的形式化规约与实际的系统实现源... 详细信息

Raft是最为流行的分布式共识协议之一.自2014年被提出以来,Raft协议及其变体在各种分布式系统中被广泛应用.为了证明Raft协议的正确性,开发者使用TLA+形式化规约对协议设计进行了建模和验证.但由于抽象的形式化规约与实际的系统实现源码间存在鸿沟,基于Raft实现的分布式系统中仍然会违背协议设计并引入复杂的缺陷.设计基于TLA+形式化规约的测试方法来检测Raft协议实现中的缺陷.具体而言,将形式化规约匹配到相应的系统实现,并用形式化规约所定义的状态空间来指导系统实现的测试过程.为评估所提方法的可行性和有效性,针对两个不同的Raft实现进行系统化测试,并发现3个未知缺陷.

关键词： Raft 分布式系统软件测试模型检查

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Apache Flink复杂事件处理语言的形式语义

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软件学报 2024年第10期35卷 4510-4532页

作者：傅宣登吴志林计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049

Apache Flink是目前最流行的流式计算平台之一,已经在工业界得到了广泛应用.复杂事件处理是流式计算的一种重要使用场景,Apache Flink平台定义并实现了一种复杂事件处理语言(简称FlinkCEP).FlinkCEP语法特性丰富,不仅包括常见的过滤、... 详细信息

Apache Flink是目前最流行的流式计算平台之一,已经在工业界得到了广泛应用.复杂事件处理是流式计算的一种重要使用场景,Apache Flink平台定义并实现了一种复杂事件处理语言(简称FlinkCEP).FlinkCEP语法特性丰富,不仅包括常见的过滤、连接、循环等操作,还包括迭代条件、匹配筛选策略等高级特性.FlinkCEP语义复杂,尚缺乏语言规范对其语义进行准确描述,只能通过实现细节来理解,因此对其语义进行形式描述对于开发人员准确理解其语义非常必要.针对FlinkCEP提出一种数据流转换器的自动机模型,该模型包括用于刻画迭代条件的数据变量、存储输出结果的数据流变量、用于刻画匹配筛选策略的迁移优先级等特性.使用数据流转换器对FlinkCEP的语义进行形式建模,并且根据形式语义设计FlinkCEP的查询求值算法,实现原型系统.进一步,生成能够较为全面覆盖FlinkCEP语法特性的测试用例集,利用这些测试用例与FlinkCEP在Flink平台上的实际运行结果进行对比实验.实验结果表明所提出的形式语义与FlinkCEP在Flink平台上的实际语义基本是一致的.而且,对实验结果不一致的情况进行分析,指出FlinkCEP在Flink平台上的实现对于组模式的处理可能存在错误.

关键词：流式计算 Flink 复杂事件处理形式语义数据流转换器查询求值

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FineFlow:FaaS工作流部署优化与执行系统

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软件学报 2025年第2期36卷 488-510页

作者：刘璐高浩城陈伟吴国全魏峻中国科学院软件研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190 中国科学院大学南京学院江苏南京211135

FaaS(function-as-a-service,函数即服务)工作流由多个函数服务编排而成,通过对多个函数的协调控制来实现复杂的业务应用.当前FaaS工作流系统主要基于集中式的数据存储实现函数间的数据传递,导致FaaS函数间的数据传输开销大,显著影响应... 详细信息

FaaS(function-as-a-service,函数即服务)工作流由多个函数服务编排而成,通过对多个函数的协调控制来实现复杂的业务应用.当前FaaS工作流系统主要基于集中式的数据存储实现函数间的数据传递,导致FaaS函数间的数据传输开销大,显著影响应用性能.在高并发情况下,频繁的数据传输还会产生严重的网络带宽资源争用,导致应用性能下降.针对上述问题,基于函数服务间的细粒度数据依赖分析,提出一种基于关键路径的函数部署优化方法,设计了依赖敏感的数据存取与管理机制,有效减少函数间数据传输,从而降低FaaS工作流应用执行的数据传输时延和端到端时延.设计实现了FaaS工作流系统FineFlow,并基于5个真实FaaS工作流应用开展实验评估.实验结果表明,相比于基于集中式数据存储函数交互机制的FaaS工作流平台,FineFlow能够有效降低FaaS工作流应用的数据传输时延:最高降低74.6%,平均降低63.8%;平均降低应用端到端执行时延19.6%.特别地,对于具有明显细粒度数据依赖的FaaS工作流应用,相比于现有的基于数据本地性的优化方法,FineFlow能够使数据传输时延和端到端时延进一步分别降低28.4%和13.8%.此外,FineFlow通过减少跨节点的数据传输,能够有效缓解网络带宽波动对FaaS工作流执行性能的影响,提升应用性能受网络带宽影响的鲁棒性.

关键词： FaaS工作流函数即服务服务器无感知计算数据本地性有向无环图关键路径部署优化

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基于虚拟纤维的各向异性超弹性材料本构模型设计

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第4期36卷 533-542页

作者：卢子璇何浩吴笛刘学慧中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100190 中国科学院软件研究所人机交互技术与智能信息处理实验室北京100190 中国科学院力学研究所微重力重点实验室北京100190

为了拓展图形学弹性体模拟中的各向异性超弹性虚拟材料种类,建立了基于虚拟纤维的本构模型.首先从能量可加性出发,将超弹性体应变能量密度函数分解为轴向、剪切、体积分量的纤维加和形式,然后建立单根纤维的轴向应变、剪切应变、体积应... 详细信息

为了拓展图形学弹性体模拟中的各向异性超弹性虚拟材料种类,建立了基于虚拟纤维的本构模型.首先从能量可加性出发,将超弹性体应变能量密度函数分解为轴向、剪切、体积分量的纤维加和形式,然后建立单根纤维的轴向应变、剪切应变、体积应变的应变度量,最后推导出各分量的应力表示.仿真实验使用基于四面体的非线性有限元法(finite element method,FEM),半隐式时间积分进行解算,并采用CPU串行算法,测试了不同场景下非线性能量函数以及纤维权重组合对虚拟纤维材料刚度、泊松效应、轴向特性的影响.结果表明,虚拟纤维本构模型具有大变形稳定性,材料参数设置可良好地展现上述物理特性,相比现有的横观各向同性模型具有更丰富的可调节能力.

关键词：各向异性材料有限元物理动画虚拟纤维

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基于局部路径图的自动化漏洞成因分析方法

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软件学报 2024年第10期35卷 4555-4572页

作者：余媛萍苏璞睿贾相堃黄桦烽中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049

快速的漏洞成因分析是漏洞修复中的关键一环,也一直是学术界和工业界关注的热点.现有基于大量测试样本执行记录进行统计特征分析的漏洞成因分析方法,存在随机性噪声、重要逻辑关联指令缺失等问题,其中根据测试集测量,现有统计方法中的... 详细信息

快速的漏洞成因分析是漏洞修复中的关键一环,也一直是学术界和工业界关注的热点.现有基于大量测试样本执行记录进行统计特征分析的漏洞成因分析方法,存在随机性噪声、重要逻辑关联指令缺失等问题,其中根据测试集测量,现有统计方法中的随机性噪声占比达到了61%以上.针对上述问题,提出一种基于局部路径图的漏洞成因分析方法,其从执行路径中,提取函数间调用图和函数内控制流转移图等漏洞关联信息.并以此为基础筛除漏洞成因无关指令(即噪声指令),构建成因点逻辑关系并补充缺失的重要指令,实现一个面向二进制软件的自动化漏洞成因分析系统LGBRoot.系统在20个公开的CVE内存破坏漏洞数据集上进行验证.单个样本成因分析平均耗时12.4 s,实验数据表明,系统可以自动剔除56.2%噪声指令和补充并联结20个可视化漏洞成因相关点指令间的逻辑结构,加快分析人员的漏洞分析速度.

关键词：漏洞分析成因分析函数间调用图函数内控制流转移图统计分析

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