• 2018年第29卷第1期文章目次
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    • >综述文章
    • 精准执行可达性分析:理论与应用

      2018, 29(1):1-22. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.005375

      摘要 (5932) HTML (351) PDF 2.21 M (7881) 评论 (0) 收藏

      摘要:精准执行可达性分析探究计算机程序状态之间的可达性关系,通过分析软件的文档、源代码或二进制程序并进行必要的测试验证,以求出在既定限制下从初始状态到特定代码位置的目标状态的准确触发输入和执行路径.精准执行可达性分析在定向测试、静态分析结果核验、错误复现和漏洞POC构造等领域均有广泛的应用.对近年来国内外学者在该研究领域取得的相关研究成果进行了系统的分析、提炼和总结.首先,指出了精准执行可达性分析对应的约束求解问题,以双向符号分析和程序归纳为主线介绍了其主要研究方法,讨论了相关技术难点;其次,对目前已经存在的精准执行可达性应用进行了分类分析;进而,指出精准执行可达性分析应用中程序分析、归纳和约束求解等方面存在的挑战;最后,对可能的解决办法以及未来发展方向进行了展望.

    • 基于模型的自适应方法综述

      2018, 29(1):23-41. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.005323

      摘要 (6469) HTML (326) PDF 1.84 M (5453) 评论 (0) 收藏

      摘要:自适应为管理现代软件系统的复杂性提供了有效的解决方案,被设计为自适应系统的软件能够持续地演化以应对环境中的不确定性.在现有的研究工作中,基于模型的自适应方法是一类广泛使用的方法,它将模型驱动工程技术的应用从设计时扩展到运行时,以支持自适应能力的实现.通过利用软件模型对运行时丰富和不确定的信息进行管理,这类方法避免了将自适应逻辑与程序语言交织带来的复杂性,从而简化了自适应系统的开发.对近些年来国内外学者在该研究领域取得的成果进行了系统总结.首先给出了6个研究问题,包括相关工作常用的需求模型、结构模型、行为模型、环境模型、模型与模型或模型与系统间的同步方式、自适应规划算法等;然后,依次总结了相关工作在这6个研究问题上的已有研究成果;最后,对未来研究可能面临的挑战进行了展望.

    • 软件与网络安全研究综述

      2018, 29(1):42-68. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.005320

      摘要 (8365) HTML (576) PDF 2.54 M (13591) 评论 (0) 收藏

      摘要:互联网已经渗入人类社会的各个方面,极大地推动了社会进步.与此同时,各种形式的网络犯罪、网络窃密等问题频繁发生,给社会和国家安全带来了极大的危害.网络安全已经成为公众和政府高度关注的重大问题.由于互联网的大量功能和网络上的各种应用都是由软件实现的,软件在网络安全的研究与实践中扮演着至关重要的角色.事实上,几乎所有的网络攻击都是利用系统软件或应用软件中存在的安全缺陷实施的.研究新形势下的软件安全问题日益迫切.从恶意软件、软件漏洞和软件安全机制这3个方面综述了国内外研究现状,进而分析软件生态系统面临的全新安全挑战与发展趋势.

    • 众包软件测试技术研究进展

      2018, 29(1):69-88. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.005377

      摘要 (7886) HTML (350) PDF 2.00 M (9647) 评论 (0) 收藏

      摘要:众包测试是一种新兴的软件测试方式,得到了学术界和工业界的广泛关注.系统地总结了近年来众包软件测试研究的学术文献以及工业界实践进展:首先,从学术文献涉及的研究主题演变、涵盖的软件测试问题和众包测试流程、采用的实验对象及测试人员规模等多个角度对相关文献中提出的技术和方法进行了汇总;然后,从测试领域、测试对象、工人召集方式、绩效考核方式等方面分析对比了当前应用最广泛的20个众包测试商业平台;最后,探讨了众包软件测试的未来发展趋势、机遇和挑战.

    • 多分类孪生支持向量机研究进展

      2018, 29(1):89-108. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.005319

      摘要 (4900) HTML (386) PDF 1.99 M (4087) 评论 (0) 收藏

      摘要:孪生支持向量机因其简单的模型、快速的训练速度和优秀的性能而受到广泛关注.该算法最初是为解决二分类问题而提出的,不能直接用于解决现实生活中普遍存在的多分类问题.近年来,学者们致力于将二分类孪生支持向量机扩展为多分类方法,并提出了多种多分类孪生支持向量机.多分类孪生支持向量机的研究已经取得了一定的进展.主要工作是回顾多分类孪生支持向量机的发展,对多分类孪生支持向量机进行合理归类,分析各个类型的多分类孪生支持向量机的理论和几何意义.以多分类孪生支持向量机的子分类器组织结构为依据,将多分类孪生支持向量机分为:基于"一对多"策略的多分类孪生支持向量机、基于"一对一"策略的多分类孪生支持向量机、基于"一对一对余"策略的多分类孪生支持向量机、基于二叉树结构的多分类孪生支持向量机和基于"多对一"策略的多分类孪生支持向量机.基于有向无环图的多分类孪生支持向量机训练过程与基于"一对一"策略的多分类孪生支持向量机类似,但其决策方式有其特殊的优缺点,因此将其也独立为一类.分析和总结了这6种类型的多分类孪生支持向量机的算法思想、理论基础.此外,还通过实验对比了分类性能.为各种多分类孪生支持向量机之间建立了联系比较,使得初学者能够快速理解不同多分类孪生支持向量机之间的本质区别,也对实际应用中选取合适的多分类孪生支持向量机起到一定的指导作用.

    • 可扩展机器学习的并行与分布式优化算法综述

      2018, 29(1):109-130. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.005376

      摘要 (5779) HTML (462) PDF 2.21 M (10435) 评论 (0) 收藏

      摘要:机器学习问题通常会转换成一个目标函数去求解,优化算法是求解目标函数中参数的重要工具.在大数据环境下,需要设计并行与分布式的优化算法,通过多核计算和分布式计算技术来加速训练过程.近年来,该领域涌现了大量研究工作,部分算法也在各机器学习平台得到广泛应用.针对梯度下降算法、二阶优化算法、邻近梯度算法、坐标下降算法、交替方向乘子算法这5类最常见的优化方法展开研究,每一类算法分别从单机并行和分布式并行来分析相关研究成果,并从模型特性、输入数据特性、算法评价、并行计算模型等角度对每种算法进行详细对比.随后,对有代表性的可扩展机器学习平台中优化算法的实现和应用情况进行对比分析.同时,对所介绍的所有优化算法进行多层次分类,方便用户根据目标函数类型选择合适的优化算法,也可以通过该多层次分类图交叉探索如何将优化算法应用到新的目标函数类型.最后分析了现有优化算法存在的问题,提出可能的解决思路,并对未来研究方向进行展望.

    • 分布式数据库中一致性与可用性的关系

      2018, 29(1):131-149. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.005433

      摘要 (5703) HTML (453) PDF 2.01 M (5126) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着各类应用在数据量和业务量上的扩展,单机数据库系统越发难以应对现实需求.分布式数据库能够根据业务的需求动态地扩容,因此逐步开始受到应用的青睐.近年来,分布式数据库产品层出不穷,并在互联网应用中被大量投入使用.然而,分布式数据库的系统复杂度前所未有.为了让系统可用,设计者需要在多种属性中作合理选择和折中.从而造成现有的数据库产品形态各异、优缺点对比分明.至今为止,尚未有人对分布式数据库的设计空间和折中方案进行过深入分析和整理.在对多个分布式数据库产品进行深入理解之后认识到:分布式数据库系统的设计方案可以通过3个属性进行基本刻画——操作一致性、事务一致性和系统可用性.虽然这3个属性并不新颖,但它们在数据库语境下的含义在文献中尚未得到充分澄清.对这3个属性进行澄清,并通过它们对典型数据库产品的格局进行概括、对现有的分布式数据库技术进行综述.此外,还对这3个属性之间的相互关系进行深入分析,以期帮助未来的开发者在分布式数据库的设计过程中做出合理选择.

    • 区块链与可信数据管理:问题与方法

      2018, 29(1):150-159. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.005434

      摘要 (8646) HTML (330) PDF 1.08 M (10612) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为支撑比特币实现无中心高可信的账本管理的技术,区块链在金融领域得到了广泛关注.区块链实现了不完全可信环境中的可信数据管理,具有去中心化、防篡改、不可抵赖、强一致和完整性等特性,但同时也存在高延迟和低吞吐率的性能问题.在互联网技术发展、新型应用层出不穷的大背景下,借鉴区块链在数字加密货币应用中的成功经验,探索可信数据管理的理论、技术,并设计、实现系统,是学术界所面临的重要问题.从可信数据管理角度,介绍了区块链相关的技术和研究进展,包括分布式共识、智能合约、数据溯源等,并分析了应用对可信数据管理所提出的需求和研究挑战.

    • 软件定义网络控制平面可扩展性研究进展

      2018, 29(1):160-175. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.005316

      摘要 (5232) HTML (427) PDF 1.79 M (4537) 评论 (0) 收藏

      摘要:软件定义网络(software-defined networking,简称SDN)遵循控制转发分离的设计原则,其控制平面采用集中的控制逻辑,在提供灵活、高效的网络控制的同时,也面临着严重的可扩展性问题.对SDN控制平面可扩展性相关工作进行了综述.首先,分析了控制平面可扩展性的影响因素并给出改善思路.在此基础上,从数据平面缓存优化、高性能控制器、分布式控制平面和控制资源优化分配4种技术路线出发,论述了主要的解决方案和研究进展.最后给出总结,并展望了未来的研究工作.

    • 互联网自治域间IP源地址验证技术综述

      2018, 29(1):176-195. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.005318

      摘要 (4945) HTML (507) PDF 2.20 M (4273) 评论 (0) 收藏

      摘要:当前,互联网是基于目的地址转发,对源地址不作验证.而互联网很多安全问题的根源在于源地址的不可信.另一方面,随着互联网规模和复杂度的增大以及对政治、经济利益影响的加深,域间路由系统对互联网的稳定运行起着愈发关键的作用.美国国土安全部将域间路由安全问题列入了美国信息安全的国家战略.近年来,以IP源地址伪造为主要方式的分布式拒绝服务攻击不断地对互联网的安全性和可用性造成极大的破坏,这其中,以跨越多个管理域和国家的攻击最为频繁.因此,建立以自治域为单位的源地址验证防御体系,对互联网的安全意义重大.尽管在相关的标准和研究领域已经提出了多种域间源地址验证技术,但是目前仍未有适用于大规模部署的技术方案.对域间源地址验证的已有研究和标准进展进行了细致的梳理.首先,分析了源地址安全性缺失的原因及后果,结合国际标准化领域的研究现状,指出了域间源地址验证的重要意义;其次,从域间源地址验证技术的特征类别入手,对已有各类研究成果的技术原理和优缺点进行了深入的总结,对研究的演进脉络进行了详细的分析,并在此基础上提出了目前域间源地址验证技术面临的困境及原因;最后,提出了域间源地址验证技术未来可能的研究发展方向及设计原则建议,为后续相关研究工作的开展提供了参考.

    • 物联网环境下数据转发模型研究

      2018, 29(1):196-224. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.005373

      摘要 (5579) HTML (458) PDF 3.31 M (12756) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着5G移动通信技术、软件定义网络、命名数据网、移动边缘计算或雾计算等新兴技术或方法的出现及深入研究,物联网应用得到进一步升华.在这种应用场景多样化、服务质量高要求、参与对象普及化的环境下,隶属物联网子范畴的传统无线传感器网络数据转发模型已经不能完全适应这种时代需求,更加适合物联网应用的数据转发模型成为物联网连续性服务保障的基础性问题及研究热点.首先对物联网架构及其应用环境下的数据转发的关键问题进行了分析;其次,对目前具有代表性的物联网数据转发相关研究成果进行了分类总结;然后,选取不同物联网场景下典型的数据转发模型及其使用的数学方法进行评述、分析和对比;最后,指出目前研究中存在的问题及相应的解决方案,并对未来的发展方向进行了展望.研究表明:5G等新兴技术的出现,为物联网环境下数据转发模型的研究带来了新的机遇和挑战,今后的工作重点是对物联网环境下数据转发的节能模型和方法进行攻关,为实际应用提供坚实的理论基础.

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