基于总线故障注入的卫星热控自主管理软件测试方案

针对卫星热控分系统设计的新状态,梳理了热控自主管理软件中多点控温功能、跟踪控温功能及热敏电阻故障处理功能的测试需求,提出了基于总线故障注入的热控自主管理软件测试方案。该方案通过将故障注入设备接入卫星数据总线的方式仿真总线遥测,验证热控自主管理软件处理结果的正确性。与现有基于热敏电阻等效器的测试方案相比,该方案能够在保证测试有效性的同时简化所需地面测试设备及电缆,提升工作效率。文章给出了测试方案步骤,可为卫星自主管理软件测试提供参考。

一种针对FPGA位流的自动化故障注入分析方法

理论上通过篡改FPGA位流,利用其实现的密码算法的错误输出可以分析出密钥,但这种攻击通常需要非常了解目标FPGA的内部结构与位流的对应关系。而位流逆向的难度很大,导致此类攻击的实用性不高。文章提出一种针对FPGA位流的自动化故障注入分析方法,不需要逆向位流,结合张帆等人提出的持久性故障分析理论,把因篡改算法常量导致的出错结果作为可利用的故障。并首次在Xilinx-7系列FPGA开发板上利用Spider进行电压故障注入实验,480条错误密文就可以得到AES-128的密钥,且在10 min内可以完成数据的采集和分析。对于加密位流的情况,可以先利用电磁侧信道分析方法得到明文位流,再结合该文的分析方法来进行密钥破解。

基于FPGA的弹箭多种通讯总线故障注入和自动诊断系统的设计与实现

在弹箭研制过程中需要对弹箭制导控制部件进行故障注入,模拟弹上总线通讯故障,进行研究性测试;对总线通讯质量进行测试验证,提出一种面向弹箭的多种类型总线故障注入和自动诊断系统;故障注入板卡为制导控制部件提供多种类型总线信号的物理层的断路故障注入、短路故障注入、串行阻抗故障注入、并行阻抗故障注入;设计了基于FPGA的体系架构,构建了测试系统;论述了故障注入、诊断系统的工作原理、系统体架构和硬件设计、并阐述了故障注入、故障诊断方法实现;试验表明该诊断系统通过故障注入,能够模拟物理线路中的一些故障,对系统的稳定性和鲁棒性进行检测;对弹箭联试测试过程中的总线通讯自动全面评价,并给出定量测试分析结果的诊断报告。

具有故障概率分析功能的故障注入攻击平台的设计与应用

针对故障攻击中数据需求量大、方法可移植性不强、抗噪性不强、计算复杂度高等问题,设计了一套具有故障概率分析功能的故障注入攻击平台。该平台由攻击目标、故障注入控制器、示波器监控模块和数据采集处理模块构成。利用该平台以MCU密码靶为攻击对象,开展了故障注入攻击教学与探索性实验。借助该平台展示各型故障注入攻击的密钥恢复过程,可以使学生更好地掌握故障攻击、泄漏测量和评估技术,培养学生的实践动手能力及知识综合运用能力。

一种抗电磁故障注入攻击的电源端口布局优化方法

电磁故障注入已成为威胁集成电路安全的一种有效故障注入攻击技术。现有研究表明,电磁故障注入攻击通过在集成电路配电网络上感应寄生电流来干扰电路的内部状态。对电磁故障注入攻击下配电网络的有限元分析发现,感应电流会增加电源网络的压降,导致电路故障。为了解决这一问题,本文提出了一种电源端口布局优化方法,以减小感应电流的影响。实验结果表明,通过优化电源端口的位置可以将最差的压降降低40%,增强了电源网络的鲁棒性。

嵌入式软件测试的故障注入方法研究

针对目前软件测试过程中难以有效获得故障现场信息的问题,提出了一种嵌入式软件测试的故障注入方法。首先通过嵌入式软件建立详细级失效模式及影响分析,建立软件故障测试用例库;然后利用telnet工具、Shell工具、串口工具向目标系统键入一些特定的指令,完成向目标系统的动态故障注入,或者在软件源代码中满足时间、状态或路径触发条件时通知监控器,监控器通过匹配当前的触发条件向目标系统注入相应的故障;最后对故障运行前后的测试结果进行分析和评估。

Linux上软件实现的瞬时故障注入方案及实现

针对基于Linux的计算机系统,提出了一种软件实现的瞬时故障注入方案.它通过Linux的ptrace()调用,实现故障注入,工作负载选用八皇后算法和Mibench,实验结果验证了所提出的瞬时故障注入方案的有效性.同时也表明,在基于Intel X 86或Pentium的系统设计中,应该对微处理机中EIP,EBP,ESP这三个寄存器予以很好的保护.

某飞行指挥仿真系统中故障注入模块的实现

论文采用软硬件结合的方式,通过对飞行模拟器设备的物理层、电气层、链路层的故障注入,从而实现包含RS232、RS422、ARINC429、模拟量、数字量等多种类型信号的短路、断路、并行阻抗、串行阻抗、信号幅度调节、信号延迟、速率调整等不同命令的注入。经过某飞行指挥仿真系统验证设备的调试验证,实现了对其信号源、执行机构、余度间的故障注入,证明了该故障注入模块能够有效验证某飞行指挥仿真系统的工作与故障处理能力。

基于软件方法故障注入系统

基于软件故障注入方法,设计一个软件故障注入系统SFIS,提出动态故障库.建立适用于单粒子事件的故障模型.最后采用两台PC机串口通信,用SFIS采用断点中断实现瞬时故障的注入,采用单步中断实现永久故障的注入.

运行时软件故障注入器的设计与实现

针对实际故障诊断中难以有效获得故障现场信息的问题,提出通过在软件运行时注入故障的方式获取故障现场信息,设计并实现一种运行时软件故障注入器,给出其中的故障脚本描述语言、故障库和故障注入器算法。实验结果表明,该注入器能有效实现故障注入,获取故障现场信息。

基于故障注入的雷达软件安全性测试

雷达软件的安全性是装备安全的重要内容,软件测试是提高雷达软件安全性的重要方法。从遇到的历史典型问题入手,利用故障模式及其影响危害性分析(FMECA)技术分析历史故障对系统安全性产生的影响,找出典型故障模式并设计测试用例,然后使用故障注入技术进行安全性测试,并结合某典型雷达系统开展实例验证研究。结果表明,基于故障注入的雷达软件安全性测试技术可有效提升雷达软件安全性测试能力,提升雷达系统发现系统故障和问题的能力,降低系统运行故障率,提高雷达软件安全可靠性水平。

非侵入式故障注入技术研究与实现

可靠性验证过程需要模拟一些较为苛刻的测试场景,如出现网络带宽受限、内存过载、文件拒绝访问等故障类型,而传统方法常常会对系统资源或被测软件造成破坏或影响。在Windows环境下利用Detours的截获机制研究了三种非侵入式故障注入技术,对常见的资源故障进行模拟。然后,设计开发了一款故障注入工具,能够快速自动地在软件测试或可靠性验证中实施故障注入试验,最后,通过试验验证了软件实现的正确性和功能的适用性。

软件故障注入方法在星载系统中的应用

故障注入是一种有效的测试和评价容错机制的方法,可被普遍应用于容错计算机系统开发过程各个阶段中。本文介绍了故障注入的基本概念,比较故障注入方法,给出了一个星载注入方法的仿真实例。

一种面向软件可靠性评估的故障注入机制的设计与实现

为了获取更加全面的程序失效数据以提高软件可靠性评估的准确性,提出一种面向软件可靠性评估的故障注入机制.该机制在生成故障注入方案时充分考虑了程序故障类型分布、故障空间分布、故障发生时间分布及程序输入等因素,从而能够合理地反映程序真实的失效情况.实现了故障注入方案生成器,并集成到自行开发的基于Intel PIN框架的动态软件故障注入工具软件中.为了验证所提出的故障注入机制的合理性和有效性,以TINY语言编译器、LZ77压缩程序、CRC32程序为例,分别通过测试和故障注入实验的方式收集了相应的失效数据,然后用Jelinski-Moranda模型计算得到了2组很接近的可靠性指标值.实验结果表明,基于故障注入的软件可靠性评估方法的有效性和合理性不亚于传统的基于测试的方法,故障注入方法更适用于较大规模程序的可靠性评估,采用指数分布的故障发生时间分布假设更能反映程序真实失效情况.

航空电子全双工交换式以太网故障注入方法研究

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是成功应用于新一代大型飞机的新型航空数据总线。针对AFDX适航性及网络容错性能研究的需要,开展了有关AFDX网络故障注入方法的研究。在AFDX实验系统上,通过软件方法进行动态故障注入,测试AFDX网络对注入故障的响应,验证了AFDX网络的可靠性、健壮性及容错性能,并为进一步研究AFDX网络性能及故障诊断提供了大量测试数据,对深入开展AFDX适航技术研究打下了基础。

自动控制故障注入设备的设计与实现

设计实现了一种自动控制故障注入设备,给出了设备的结构框图和主要模块的功能框图。阐述了该设备在设计上具有的通用性、可扩展性、无破坏性和易操作性等特点,以及对应的设计措施。利用该设备进行了故障注入试验,给出了典型故障注入的信号波形,验证了故障注入设备的可用性和效果。

故障注入方法与工具的研究现状

本文将故障注入技术分为基于模拟的故障注入和基于物理的故障注入两类 ,并从应用方法和工具结构两方面介绍了该项技术的研究现状。

基于VHDL的故障注入工具的研究

基于VHDL的故障注入技术是一种验证系统可信性的有效方法,构造基于VHDL的故障注入工具是故障注入研究的一个重要组成部分。对基于VHDL的故障注入技术进行了研究,详细描述了该故障注入工具的结构和主要模块功能,并进行故障注入实验,分析和计算故障的激活率、探测率、恢复率。故障注入工具可用于对中等复杂度的VHDL模型进行故障注入,对容错系统的容错机制进行分析和验证。

龙芯1号处理器的故障注入方法与软错误敏感性分析

在纳米级制造工艺下以及在航天等特殊应用场合中,可靠性将是处理器设计中的一个重要考虑因素.以龙芯1号处理器为研究对象,探讨了处理器可靠性设计中的故障注入方法,并提出了一种同时运行两个处理器RTL模型的故障注入与分析方法,可以实现连续快速的处理器仿真故障注入.在此基础上,进一步分析了龙芯1号处理器的软错误敏感性,通过快速注入大约30万个软错误,保证了分析结果具有较好的统计意义,可以有效指导后续的容错与可靠性设计.

ARINC429总线的故障注入测试方法

传统的ARINC429总线测试仅针对输入的激励测试输出的响应,无法有效涵盖更多在异常状态下的测试环境。为扩大测试的覆盖性与主动性,采用故障注入的方法,分别对ARINC429总线物理层、电气层和协议层中典型的故障模式及注入实现方法进行了研究,实验结果验证了故障注入测试方法的有效性。