开题报告模板

湖 南 工 业 大 学

硕 士 学 位 研 究 生

开 题 报 告

选 题 名 称：无线传感器网络安全研究 学 科 专 业：计算机应用技术 研 究 方 向：嵌入式系统 院（系）所 ：计算机与通信学院 年 级：2010 研究生姓名：黄春燕 指 导 教 师：满君丰 撰 写 日 期：2010-12-1

面向$$$$$$$$$的可信性评估研究

一、 研究背景、目的及意义 (一) 研究背景

软件在极大地推动人类社会发展的同时，也日益成为人们生活和工作所依赖的信息基础设施的重要组成部分。在软件系统的规模和复杂性不断增加的同时，人们对软件的质童提出了更高的要求。但随着软件系统日趋庞大、复杂和难以控制，软件出现的缺陷问题和系统漏洞也日益增多，使得系统越来越脆弱，从而导致各种软件故障和失效，给人们的工作生活带来不利的影响，甚至造成巨大的损失。例如：软件失效导致1996年6月欧洲Ariane五型火箭首发失败；由于软件升级出现故障，导致2005年11月1日东京证券交易所股市停摆，所有交易无法进行；2007年8月14日14时，美国洛杉矶国际机场电脑发烧故障，60个航班的2万旅客无法入关，直至次日凌晨3时50分所有滞留旅客才全部入关。因此，软件能否正确、可靠和安全的运行逐渐成为了人们最关心的问题，这也就是我们所关注的“软件可信性”问题[1]。近年来，软件的可信性研究已经成为国内外研究的一个热点问题。如何构造出可信的软件己成为现代软件技术发展和应用的重要趋势和必然选择。

目前随着经济全球化和电子商务的发展，企业在面临激烈竞争、利润缩水的情况下，为了加强企业内部各单位之间的联系，提高效率降低成本，开始提出了工作流程自动化半自动化的需求，因此$$$$$$$$$被广泛应用于各类行业，如：金融、电信、电力、制造业、、教育机构等。Business Process Management($$$)，即业务流程管理，是一套达成企业各种业务环节整合的全面管理模式，包括设计、执行、监控和优化在内的全生命周期管理方法。$$$涵盖了人员、设备、桌面应用系统、企业级 Backoffice 应用等内容的优化组合，从而实现跨应用、跨部门、跨合作伙伴与客户的企业运作。 $$$通常以Internet方式实现信息传递、数据同步、业务监控和企业业务流程的持续升级优化。有市场调查显示，绝大多数用户认为，在影响$$$成功部署的因素中，组织协调管理以及缺乏娴熟的业务分析师等难题超过了技术难题，从而造成了企业对$$$$$$$$$的大量需求。但在繁荣

$$$市场中，决策者面对众多的$$$$$$$$$却不知道何去何从。

(二) 研究目的和意义

决策者面对繁荣的$$$市场，如何选用可信度高的$$$$$$$$$已成为他们迫切关心的问题。因此，需要一个量化的评估结果，为决策者选择可信度高的$$$$$$$$$提供有效的依据。本课题以$$$$$$$$$的可信评估为研究内容，对$$$$$$$$$的可信因子的挖掘、定义和度量，提供$$$$$$$$$的可信指标规范，以及给出$$$$$$$$$的量化的可信性评估结果，不但有利于决策者对厂商的软件进行选择，也方便用户对$$$$$$$$$的了解，同时为$$$$$$$$$行业的统一可信评估标准的建立提供了理论依据，具有很大的学术价值和商业应用价值。

二、国内外研究现状及水平

1、在软件可信方面的研究

1)在美国NSTC(National Science and Technology Council)在软件可信方面做出了大量的相关报告[2,3]。

2)王怀民教授等研究人员于2009年1月发布了软件可信分级规范1.0；此规范包括的内容有软件可信等级定义、可信证据的度量与获取、证据参考模型、及可信分级评估的框架[4]。

3)以陈火旺教授为代表的国内学者，给出了高可信软件技术的基于形式化方法的发展趋势和突破点，用形式化的方法来严格的保证软件的可信度。 2、软件可信性评估模型方面

1)周建敏借鉴决策树方法、信息安全等级方法，提出了一种软件可信树的概念。构建了软件可信树体系结构，对软件可信树等级化度量因子进行了剖析，然后得出了基于可信树的软件可信度量[5]。

2)杨善林、丁帅等人提出了一种基于效用和证据理论的可信软件评估方法。该方法结合了基于效用的可信软件定性和定量指标的信息预处理技术Dempster合成规则的可信软件评估证据推理算法，推动了复杂环境下，软件可信评估理论的研究[6]。

3)蔡斯博等人提出了一种软件资源可信评估框架，设计并实现了动态的软件资源可信评估机制，并进行了详细的实例分析，从而为复用者提供可信的软件资源[7]。

3、在$$$$$$$$$的可信性研究

$$$$$$$$$的可信研究刚刚起步，下面仅列出一些相关成果:

1) RashidKhan在文献[8]中研究了如何评估$$$$$$$$$，他从四维的角度对$$$$$$$$$进行评估，先后共提出了十个关键模块的标准和二十个关键功能的评估标准。通过建立功能完整性矩阵，将评估的结果划分为四个象限，分别是:支持$$$, $$$引擎、通用型$$$产品、专业$$$应用，最后通过评估确定$$$产品属于哪个象限。

2)文献[9]研究了$$$系统质量度量评估发展并从中提取出了$$$的质量评估因子。

3)文献[10]提出了一些工作流软件的关键因子，并运用加权算法对这些关键因子进行了度量。

4)范玉顺、刘博在文献[11]中提出了面向服务的工作流性能评价模型，定义了战略层、业务层、服务层与IT层的形式化表达方式及关键性能因子，此外还在该文献中提出了相关度的概念。并改进了层次分析法，分析了关键性能因子的相关度。

综上所述，关于软件可信方面的研究己经充分引起大家的重视，并且已经有大量的研究成果。但是仅就$$$$$$$$$的可信的研究，目前尚处于起步阶段。

三、相关研究成果

搜集了大量的国内外期刊论文和硕博士论文，初步确定了一个整体的研究思路。目前正在对$$$$$$$$$的关键功能和使用领域进行研究，对其可信因子进行挖掘，提取$$$$$$$$$的可信因子，构建$$$$$$$$$可信指标体系。

四、研究内容（论文写作思路和初步提纲） (一) 论文写作思路

本课题以$$$$$$$$$的可信评估为研究内容，通过对$$$$$$$$$的分析与研究，提取出$$$$$$$$$的可信因子，建立相应的可信因子评估体系，并给出可信因子与$$$$$$$$$的量化评估结果，最后实现评估的自动化执行。

（1）首先分析和参考前人给出的软件可信的定义以及可信因子，结合$$$$$$$$$自身的特点，总结出$$$可信的定义，给出$$$$$$$$$的可信等级的定义。然后在$$$$$$$$$生命周期研究的基础上，针对流程文档化、基于角色流转、基于关系流转、特殊流转、流程反转、异常处理、自定义视图、实时监控状态等20个$$$$$$$$$的关键功能，和$$$$$$$$$用于金融、通信、电力、制造业等行业时的特殊要求进行细致研究，完成$$$$$$$$$可信因子的挖掘，提出$$$$$$$$$的可信指标体系。

（2）通过对$$$$$$$$$可信因子的定义，提出一种对可信因子进行准确度量的方法，分析和研究$$$$$$$$$的可信性评估过程，提出相应的评估过程模型，进而用FAHP算法对$$$$$$$$$进行量化评估，最终通过对一个实际案例的评估验证$$$$$$$$$的可信性评估模型的可行性。

（3）在对可信因子、评估过程模型、评估算法的理论研究的基础上，根据$$$$$$$$$可信性评估系统的具体需求，设计并实现基于B/S结构的$$$可信评估工具Eva$$$，实现对评估的自动化执行。

(二) 论文写作初步提纲

摘要 Abstract 第一章 绪论

1.1 研究背景及国内外研究现状 1.2 研究目的及意义

1.3 本文的主要工作及组织结构 第二章 相关研究

2.1 可信相关研究 2.2 $$$$$$$$$研究 2.3 评估方法 2.4 本章小结

第三章 $$$$$$$$$可信性指标体系

3.1 $$$$$$$$$可信性因子 3.1.1 $$$$$$$$$可信性定义 3.1.2 $$$$$$$$$可信性指标体系 3.1.3 $$$$$$$$$可信性因子的定义及度量 3.2 $$$$$$$$$的可信证据

3.2.1 $$$$$$$$$的可信证据的定义及特征 3.2.2 $$$$$$$$$可信证据的获取方法 3.3本章小结

第四章 $$$$$$$$$的可信性评估

4.1 $$$$$$$$$的可信分级定义 4.2 $$$$$$$$$的可信等级评估过程

4.2.1 评估过程模型 4.2.2 评估算法模型 4.3 评估案例

4.4 评估算法与结果分析 4.5 本章小结

第五章 $$$$$$$$$可信性评估工具的设计与实现

5.1 系统的分析 5.2 系统的设计 5.3 系统的实现 5.4 本章小结 第六章 总结与展望

6.1 论文总结和创新点 6.2 课题未来展望 致谢 参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

五、研究思路与方法

$$$$$$$$$市场的研究：由于目前市场上，对$$$$$$$$$的定义没有统一的标准，我们从用户的角度，对$$$$$$$$$市场中的软件进行分类，从而界定本课题要研究的范围，即对$$$$$$$$$完整的解决方案进行研究。

$$$$$$$$$的可信因子的提取：针对完整的$$$解决方案，对该类$$$$$$$$$进行挖掘，提出$$$$$$$$$的可信指标规范。

$$$$$$$$$可信因子的定义和度量：对提取出的可信因子进行定义，并得到每个可信因子的度量值。

$$$$$$$$$的可信性评估：根据提出的评估过程模型，在评估算法模型的基础上，利用基于FAHP的多属性决策方法对$$$$$$$$$进行量化评估，得到相应的评估值。

对评估算法和结果进行分析：与已有的评估算法作对比，分析评估结果的准确性。

六、研究的重点、难点和创新点 1.研究重点

①如何抽取$$$$$$$$$的可信因子，并对其进行定义和度量。 ②采用何种方法对$$$$$$$$$进行可信性评估。

2.研究难点

① $$$$$$$$$可信因子的抽取和细化，$$$$$$$$$的应用众多行业，由于行业的特殊性造成了对$$$$$$$$$可信因子的特殊要求。

② 可信因子的定义和度量，如何使可信因子的度量规范、准确、可靠。 ③ 多属性决策方法的选取，如何选择更合适的$$$$$$$$$可信性评估的决策方法。

3.研究创新点

本课题以$$$$$$$$$的可信评估为研究内容，关键点是$$$$$$$$$可信因子的抽取和细化，可信因子的定义和度量，以及$$$$$$$$$可信性评估算法的选择。

（1）针对完整的$$$解决方案进行可信性评估，在前人的基础上，对可信因子进行完善和细分。

（2）提出一种新的评估方法——基于FAHP的多属性决策方法。

七、研究进度和要求

2009年9月~12月，搜集和阅读有关文献资料，对课题的可行性进行论证，制定完善的技术方案。

2010年1月~2月，总结并写出本研究相关方面的综述，完成开题报告。 2010年3月~6月，对课题进行深入研究，完成对$$$$$$$$$可信因子的提取，建立可信指标体系。并对可信因子进行定义和度量，用基于FAHP的多属性决策方法对软件进行评估。并在本研究范围内发表一些学术论文。

2010年6月~12月，在对可信因子、评估过程模型、评估算法的理论研究的基础上设计实现$$$可信评估工具Eva$$$，完成$$$$$$$$$评估的原型系统的实现。

2011年1月~5月，按时按质完成学位论文，保证论文的创新性和成果的实用

性。

附：参考文献

[1] 陈火旺，王戟，董威.高可信软件工程技术[[J].电子学报，2003,31(12):1934-1937 [2] NSTC. Research challenges in high confidence systems.Proceedings of the Committee on Computing,Information and Communications Workshop[C].USA: http://www.hpcc.gov/pubs/hcs2Aug97/intro.html, 1997

[3] High Confidence Software and Systems Coordinating Group.High Confidence Software and Systems Research Needs[R].USA:http://www.ccic.gov/pubs/hcs sresearch.pdf,2001

[4] 王怀民，刘旭东，谢冰等.软件可信分级规范1.0[Z].国家863重点项目“高可信软件生产工具与集成环境”技术文档，2009.

[5] 周建敏.软件可信度量评估体系的设计与实现.软件导刊，2008,7(2):11-12

[6] 杨善林，丁帅，褚伟一种基于效用和证据理论的可信软件评估方法[[J].计算机研究与发展，2009, 46(7):1152-1159

[7] Cai SB, Zou YZ, Shao LS, Xie B, Shao WZ. Framework supporting software assets evaluation on trustworthiness. Journal of Software, 2010,21(2):359-372.

[8] Rashid Khan, How to evaluate the $$$ software[J],Business Integration Journal, 2003:24-30. [9] YeongSeok , JungHyun Bae, Seokkoo Shin,Development of Quality Evaluation Metrics for $$$ (Business Process Management)System [J], Proceedings of the Fourth ACIS Internationa Conference on C and Information Science[C], 2005:424-429..

[10] M. Perez, T. Rojas, Evaluation of Workflow-type software products: a case study [J]，Information and Software Technology, 2000,42:4-502.

[11] 刘博,范玉顺. 面向服务的工作流性能评价及指标相关度分析[[J].计算机集成制造系统. 2008, 14(1):160-165.

[12] 林永毅，李敏强. 企业业务流程管理成熟度模型研究[J].现代管理科学.2008. [13] IBM,Business Process Modeling with IBM MQSeries Workflow v2.0.IBM Redbook,2000. [14] Yager R R.On ordered weighted averaging aggregation operators in multicriteria decision making[J].IEEE Transactions on Systems,Man,and Cybernetics,1988,18:183-190. [15] Tong M,Bonissone PP.Alinguistic approachto decisionmaking with fuzzy sets[J].IEEE Transactions on Systems,Man,and Cybernetics,1980,10:716-723.

[16] 郭燕,韩京海. 用模糊层次分析法((FAHP)确定QFD中客户需求权重[J]. 机械管理开发,2007,(6):112-115.

[17] 陈欣.模糊层次分析法在方案优选方面的应用[J].计算机工程与设计,2004,25(10):1847-1849.

[18] 吕跃进. 基于模糊一致矩阵的模糊层次分析法的排序[J].模糊系统与数学,2002 ,16(2) : 79-85.

[19] 苏哲斌. FAHP中三类判断矩阵的一致性问题和排序方法研究[D]. 西安:西安理工大学,2006:17.

[20] 张吉军. 模糊层次分析法(FAHP )[J]. 模糊系统与数学,2000,14(2):80-88.

[21] 周艳美,李伟华. 改进模糊层次分析法及其对任务方案的评价[J]. 计算机工程与应用,2008 , 44(5) : 212-214.

[22] OSSADN IK W,LANGE O. AHP-based evaluation of AHP-software[J].Eruopean Journal of Operational research,1999,118(2):578-588.

[23] LIOUSTS,WANGM JJ.Ranking fuzzy numbers with integral value[J]. Fuzzy Sets and Systems,1992,50(3):247-255.

[24] LEUNG L C,CAO D. On consistency and ranking of alternatives in fuzzy AHP[J].European Journal of Operational Research 2000,124(1):102-113.

[25] Wilhelm Hasselbring,Ralf Reussner. Toward Trustworthy Software Systems. Computer.2006,39(4):91-92.

[26] A.Avizienis,J.C. Laprie and B.Randell. Fundamental Concepts of Dependabiliy.UCLS CSD Report no.010028,LAAS Report no.01-145,Newcastle University Report no.CS-TR-739,2000. [27] James H. Morris, Dean. A High Dependability Computing Consortium. http://wwwcs.c-mu.edu/ jhm/hdcc.htm.2000.

[28] Team for Research in Ubiquitous Security Technologies. http://www.truststc.org/. [29] Wilhelm Hasselbring. Research on Trustworthy Sotlware. Prague,September 12th,2006. [30] Larry Bernstein. Trustworthy Software Systems. ACM SIGSOFT Software Engineering Notes. 2005, 30(1):4--5.

指 导 教 师 意 见 指导教师（签字） 年 月 日 院 （系） 专 家 组 审 查 意 见 （对开题报告作出评价，提出是否通过的建议） 院系负责人（签字） 单位（盖章） 年 月 日 研 究 生 处 审 批 意 见 负责人（签章） 年 月 日 此表由研究生填写一式四份，研究生处、院系各留一份存档，导师与研究生各保留一份。