可信安全计算实验室研究方向

1、可信安全计算实验室Lab of Dependable and Secure Computing向剑文研究生？ 研究生与本科生的区别 独立发现和解决问题的能力 研究生研究中的最大的问题：发现问题 如何发现问题？ 导师指派？ 自学？ 量变才能质变 阅读是根本 厚积薄发研究生能力培养 自学能力 阅读是基础 博士生与研究生的阅读量（第一年最重要，100/50最低限（？） 导师指定阅读？ 授人以鱼 vs 授之以渔 团队协作能力 责任心 59 vs. 61，80 vs. 120 切忌“放鸽子” 认真仔细（Carefulness） 论文、PPT 综合能力 文档写作（论文、调研报告、计划书、PPT） 沟通能力

2、（客户、导师、同学） 研究能力（自学） 编程能力（自学、分享）研究生毕业最低要求 博士 发表SCI论文2篇 学硕 发表核心期刊以上论文1篇 授权专利1项 专硕 申请专利1项 最低要求要求自己？ 目标设定（60、80、or 100？） 论文专利周期评审意见归纳（一）1.论文题目与内容一致帽子太大太小皆不适宜2.研究问题与研究目标（内容）一致大问题小目标3.贡献（创新点）表述中肯正确理解理论创新、应用创新与组合创新不要混淆理论与应用创新（常见问题）评审意见归纳（一）4.与已有工作比较须恰当中肯必须是同类型、相同（类似）测试环境例：并行策略与串行策略； 分布式爬虫和非分布式爬虫5.文献引用规范过多网

3、页引用集中引用凑数内部未公开发表资料Research Overview Directions Dependable Computing Reliability（可靠性）, Availability（可用性）, Safety （安全） Information Security Application Domains IoT（物联网） Industrial Control System（工业控制系统） Aerospace（航空航天）Research Overview (cont.) Projects 物联网系统安全可靠性建模与分析技术研究 湖北省自然科学基金重点项目（2015CFA069, 201

4、52017） 故障树及不完全覆盖算法研究与实现 武汉理工大学自主创新研究基金（2015IVA033, 20152016） 工控系统攻击路径分析子系统 工信部242信息安全专项（申请中，2015/7-8答辩） 中航工业集团基础研究院合作项目 系统（软件）可靠性研究（准备洽谈中）鑫沄科技网站 横向，分阶段，方案起草中Reliability, Safety, vs. Security 三者紧密关联但又有区别 相互影响 共用数学模型 概率、离散数学 攻击树（故障树） 马尔科夫模型 形式化方法等 侧重点不同 专有模型与方法 加密解密重要国际会议：International Conference on C

5、omputer Safety, Reliability and Security (SAFECOMP, CORE B Conference) 可信安全分析方法 基于测量的 基于模型的 仿真（离散事件） 解析 组合模型 状态空间模型 混合（分层）模型 基于数据（分析）的 数据挖掘 神经网络组合模型 模型 可靠性框图（Reliability Block Diagram） 故障树（Fault Tree） 静态故障树vs. 动态故障树 所需知识 逻辑学（布尔逻辑与时序逻辑） 组合算法（例如二元决策图） 概率论 积分（多重） 特点 简单高效（相比于状态空间模型） 通常假设统计独立性（限制？）状态空间模型

6、 模型 马尔科夫模型 离散时间与连续时间 马尔科夫奖励模型（Markov Reward Model） 随机Petri 网（Stochastic Petri Nets）等 特点 对复杂依赖性和交互关系建模 状态空间爆炸问题 分层复合模型（Hierarchical Model Composition）可信性手段 避错（Fault Avoidance） 包括故障预防，消除与预测 形式化方法 容错（Fault Tolerance） 冗余 设计多样性 多版本程序（操作系统、杀毒软件等） 环境多样性 软件老化与再生（WoSAR since 2009, in conjunction with ISSRE,

7、(CCF B)） 不完全故障覆盖不完全故障覆盖 在容错系统中，即使有多余冗余，如果系统不能及时检测、定位与 隔离故障（风险），也会直接导致系统失效或安全事故。 如果没有检测到故障，系统无法重构； 如果不能及时隔离故障组件，会腐蚀或危害其他组件（病毒、泄露、起火等）。 忽视不完全故障覆盖容易导致可靠性与安全性的错误（过高）评估 系统结构优化问题 过多的冗余有可能反而降低系统可靠性 多目标优化（成本、可靠性、可用性等）研究课题（1）动态系统的安全可靠性建模与分析（湖北自科重点） 科学问题 动态故障树的静态转换 排列个数爆炸问题 故障诊断与系统维护的历史相关性问题 有效的组合（定性定量）分析方法 已

8、有基础 动态优先与门的静态转换 IEEE ICCES 2010 会议最佳论文 最小割序的必要性问题（ISSRE 2014 Fast Abstract） 必备知识 逻辑学（布尔逻辑与时序逻辑） 组合算法（二元决策图与时序二元决策图） 函数/逻辑编程语言（Maude等）研究课题（2）复杂系统的不完全故障覆盖研究（湖北自科重点） 科学问题 基于全局关联性的无关性覆盖模型 复杂系统可靠性建模与分析 复杂系统：非单调、多态、多故障、多阶段任务、与（或）动态系统 系统结构优化（最佳冗余度） 多核节点物联网系统（柳星博士）？ 已有基础 面向单调单故障系统的无关性覆盖模型（IEICE 2013, SAFECO

9、MP 2014, IEEE Trans. Reliability 2015） 必备知识 逻辑学（布尔逻辑与时序逻辑） 多元决策图及相关组合算法 优化算法（多目标）研究课题（3）基于系统模型的安全可靠性自动评测技术与工具（242专项、自主创新） 实际应用技术问题 对工程人员而言，构造正确且完整的安全可靠性数学模型是十分困难且容易出错的； 建立从系统模型到数学模型的自动转换。 应用领域 工业控制系统、物联网（工信部） 航空航天系统（中航工业，李伟？） 必备知识与技能 行业领域专门知识（系统结构与安全可靠性之间关系） 算法 安全可靠性分析算法（定性定量，如BDD等） 攻击树/故障树自动生成算法 分层

10、优化算法（Analytic Hierarchy Optimization Process） 编程能力 图形化界面与文件格式转换（SVG等） 编程能力（Python、Java等） 数据库研究课题（4）基于数据分析的故障风险诊断、实时监控与预警（湖北自科重点） 科学问题 大型复杂系统中的因果关系尤其是隐性故障很难发现 基于模型的可靠性评测技术无法提供实时（动态）监控与预警 应用领域 物联网 非线性机械设备与非线性传感器监测信号 故障预测的非平稳性（工作条件、负荷与环境的复杂多向性） 工业控制系统（工信部） 必备知识 大数据分析算法（袁晓辉教授？） 非线性预测算法 神经网络、非线性模糊特征挖掘算法？

11、 非平稳性解决方案 小波变换与小波包变换等？研究课题（5）软件老化（自主创新赵阳） 科学问题 操作系统（安卓）老化现象分析与建模 智能软件抗衰技术（重生与续命） 应用领域 智能移动设备操作系统 已有基础 软件续命方法（ISSRE2012, CCF B） 必备知识与技能 软件老化压力测试技术 数学建模（曲线拟合与插值？） 软件抗衰技术的编程实现（安卓App？）研究课题（6）系统安全深度检测技术与工具（242专项，陆丽萍教授、林红） 科学技术问题 嵌入式固件扫描解析（信息提取） 文件系统解析（脆弱性分析+逆向分析） 固件结构、脆弱性、漏洞间关联性分析 应用领域 工业控制系统 物联网 必备知识与技能 固件识别 文件系统分析 逆向工程 仿真验证国际国内合作 故障树/攻击树（动态与静态） 美国杜克大学Kishor Trivedi 教授（IEEE会士） 不完全故障覆盖 美国杜克大学Kishor Trivedi 教授 意大利弗洛伦萨大学Enrico Vicario