2025年工业互联网边缘计算系统知识考察试题及答案解析

2025年工业互联网边缘计算系统知识考察试题及答案解析一、单项选择题（每题2分，共30分。每题只有一个正确答案，错选、多选均不得分）1.在IEC6244342标准中，边缘计算节点若需支持“可信启动”，其首要硬件依赖是A.可信平台模块TPM2.0芯片B.ARMTrustZone安全扩展C.IntelSGX飞地技术D.国密SM4硬件加密引擎答案：A解析：IEC6244342将“可信启动”定义为从BootROM到OS内核的完整度量链，TPM2.0提供根信任存储与PCR扩展机制，是构建信任链的硬件锚点。TrustZone与SGX属于执行环境隔离技术，无法单独完成启动度量；SM4仅为对称加密算法，不具备度量功能。2.2025年1月发布的《工业互联网边缘计算技术白皮书（4.0）》中，对“边缘原生”应用提出的三大特征不包括A.微服务可编排B.云边端资源统一声明式描述C.零信任网络默认拒绝D.确定性时延≤1ms答案：D解析：白皮书将“边缘原生”定义为“生于边缘、长于边缘”，核心特征为：微服务化、声明式资源、零信任安全。确定性时延属于场景级SLA，并非应用本身特征，且1ms指标仅适用于TSN网卡+PREEMPT_RT内核的极限场景，非通用要求。3.在OPCUAPubSuboverTSN的gPTP时间同步过程中，边缘网关作为ClockMaster时，其syncInterval默认值为A.125μsB.250μsC.1msD.2ms答案：B解析：IEEE802.1AS2020表111规定，gPTP在工业自动化profile下，syncInterval=log2(250μs)=12，即250μs。125μs为车载profile，1ms用于企业级办公网络。4.某边缘节点采用KubeEdge架构，当EdgeCore在2025版新特性“边缘函数冷启动加速”中，将Wasm运行时缓存到A.节点级/dev/shm共享内存B.容器镜像层中的overlayfsC.宿主机/var/lib/edged/wasm目录D.远程仓库的惰性拉取层答案：A解析：KubeEdge1.17引入的WasmCache利用tmpfs（/dev/shm）实现内存级复用，可将冷启动时延从120ms降至18ms。overlayfs受限于磁盘IO；宿主机目录需跨Pod共享，违反隔离；远程惰性拉取无法解决本地启动速度。5.在2025年5月发布的《工业边缘计算安全检测规范》中，对“固件完整性验证”提出的离线检测工具必须支持A.SHA256+ECDSAP256签名验证B.SM3+SM2签名验证C.SHA1+RSA2048签名验证D.MD5+RSA1024签名验证答案：A解析：规范第6.3.2条明确禁止已破译算法，SHA1与MD5已发生碰撞攻击实例；RSA1024已被列入弱密钥。国密算法虽可替代，但规范要求与国际标准互认，故优先采用SHA256+ECDSA。6.边缘AI推理框架MindSporeLite在2025版中新增的“自适应异构调度”模块，其调度粒度为A.算子级B.子图级C.模型级D.任务级答案：B解析：MindSporeLite2.3将模型切分为多个子图，根据NPU/GPU/CPU实时负载动态迁移，子图级可在15ms内完成切换，算子级开销过大，模型级灵活性不足。7.在TSN网络中，边缘交换机采用IEEE802.1Qch标准实现“周期性排队转发”，其最大转发跳数限制为A.8跳B.16跳C.32跳D.64跳答案：A解析：Qch采用同步MAC周期槽，每增加1跳引入1个时隙偏移，标准规定最大8跳以保证端到端时延<100μs，超过后累积误差超出保护带。8.2025年主流边缘控制器采用RISCV架构，其支持“确定性中断”的扩展指令集为A.ZicntrB.ZihpmC.Sstc（SupervisorlevelTimerCompare）D.Zfinx答案：C解析：Sstc将timercompare寄存器下沉到S模式，避免M模式切换抖动，实现<5μs中断响应。Zicntr仅提供cycle计数，Zihpm为性能监测，Zfinx为浮点通用寄存器共享。9.在IEC614992025版功能块标准中，为边缘设备新增的“事件数据融合”接口类型标识为A.WITHB.MERGEC.FUSIOND.EDCOMB答案：A解析：新附录F.3引入“WITH”关键字，允许事件线与数据线合并为单一接口，简化FB图形化建模，MERGE为旧版数据合并块，FUSION与EDCOMB为干扰项。10.边缘节点使用SPDM（SecurityProtocolandDataModel）完成设备认证时，其会话密钥推导采用的KDF为A.HKDFSHA256B.PBKDF2HMACSHA256C.TLS1.3KDFD.SM2KDF答案：A解析：DSP02742025规定SPDM使用HKDFSHA256，PBKDF2用于口令派生，TLS1.3KDF依赖握手上下文，SM2KDF为国密专用，不在国际互认列表。11.在5GAdvancedURLLCII场景中，边缘UPF下沉到厂区，其数据面时延预算为A.5msB.10msC.20msD.50ms答案：A解析：3GPPRel19将URLLCII定义为空口0.5ms，核心网+边缘UPF4.5ms，总预算5ms。10ms为Rel16URLLCI，20ms为eMBB，50ms为mMTC。12.2025年主流边缘AI芯片采用“片上网络NoC”架构，其路由算法若采用“确定性XY维序”，可避免A.死锁B.活锁C.饥饿D.抖动答案：A解析：XY维序禁止转弯，天然无环形依赖，消除死锁；活锁需额外退避机制，饥饿由仲裁策略决定，抖动与时钟域相关。13.在ModbusTCP安全扩展规范（IEC623515:2025）中，边缘网关作为TLSClient时，必须支持的密码套件为A.TLS_AES_128_GCM_SHA256B.TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384C.TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHAD.TLS_DH_anon_WITH_AES_256_GCM_SHA384答案：B解析：规范要求前向保密与AEAD，ECDHE+AES256GCM为最小公共子集。AES128GCM虽安全，但不满足工业“128位以上加密”政策；CBC模式已禁用；匿名DH无身份认证。14.边缘容器网络Cilium采用eBPF实现“无kubeproxy”模式，其Service负载均衡算法默认使用A.MaglevB.IPVSrrC.TCeBPFhashD.XDPeBPFhash答案：C解析：Cilium1.15在TC层挂载eBPF，采用Jenkinshash选择后端，Maglev为Google实现需额外开启，IPVS需kubeproxy，XDP在驱动层无法访问Service元数据。15.在2025年“边缘计算可信评级”体系中，EAL4+级要求固件升级必须支持A.双镜像回滚+签名验证B.单镜像+CRC校验C.远程热补丁+MD5校验D.现场烧录+JTAG锁定答案：A解析：EAL4+需具备“可逆更新”与“完整性验证”，双镜像保证失败回滚，签名验证防篡改。CRC无法抗碰撞，MD5已破译，JTAG锁定与升级流程无关。二、多项选择题（每题3分，共30分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、漏选、错选均不得分）16.下列哪些技术组合可实现边缘节点“亚毫秒级”时钟同步（<500ns）A.gPTP+硬件时间戳B.PTPwhiterabbitC.GPSdisciplinedoscillator+PPPD.NTPv4+软件时间戳答案：A、B解析：gPTP硬件时间戳可<100ns，Whiterabbit<1ns；GPSDO+PPP约100ns1μs，NTPv4软件戳>1ms。17.2025版IEC6178433对“边缘安全通道”提出的抗量子迁移要求包括A.支持CRYSTALSKYBER密钥交换B.支持SM2256密钥交换C.支持classicMcElieceD.保留RSA3072作为过渡答案：A、C解析：标准将KYBER与McEliece列为候选，SM2为椭圆曲线，抗量子需格或编码；RSA3072不在抗量子列表。18.在KubeEdge边缘函数冷启动优化中，下列哪些措施被验证可将Wasm启动时延降至20ms以内A.预建WasmruntimesnapshotB.将Wasm编译为nativeAOTC.使用io_uring加速模块加载D.启用seccomptrap同步答案：A、B、C解析：snapshot复用内存映像，AOT消除解释器，io_uring减少系统调用；seccomptrap增加上下文切换，反而恶化。19.边缘AI芯片采用“近内存计算”架构时，可缓解A.冯·诺依曼瓶颈B.缓存一致性风暴C.片外DRAM功耗D.指令控制冒险答案：A、C解析：近内存将计算嵌入DRAM，减少数据搬运，降低功耗；缓存一致性风暴在众核CPU显著，AI芯片多为数据流，控制冒险属流水线问题。20.在IEC6244333边缘区域架构中，下列哪些属于“Level2安全区”必须部署的组件A.区域边界防火墙B.入侵检测系统IDSC.数据diodeD.安全信息与事件管理SIEM答案：A、B解析：Level2为控制区，需边界防火墙+IDS；数据diode用于Level3/4单向隔离，SIEM可集中部署于Level4。21.2025年“边缘计算能效等级”测试标准中，下列哪些指标被纳入PUE边缘修正公式A.IT设备直接能耗B.液冷泵组能耗C.光伏自发自用电量D.不间断电源UPS损耗答案：A、B、D解析：PUE边缘修正=（总能耗光伏储能）/IT能耗，光伏自发自用不计入分子，故C不纳入。22.在5GTSN协同网络中，边缘UPF完成“时钟漂移补偿”需依赖A.gPTP时间戳B.QoSFlowIDC.MACCE（ControlElement）D.CSF（ClockSourceFunction）答案：A、C、D解析：UPF通过gPTP获取参考时间，MACCE携带UE侧漂移，CSF完成补偿算法；QoSFlowID仅用于转发。23.采用SPDM实现边缘设备“双向认证”时，下列哪些证书字段必须被验证A.subjectAltNameB.keyUsage=digitalSignatureC.extendedKeyUsage=serverAuthD.basicConstraintsCA=FALSE答案：A、B、D解析：双向认证需校验身份与密钥用途，serverAuth仅对服务端，客户端可选clientAuth，但basicConstraints必须标记终端实体。24.在IEC614992025中，边缘功能块“服务接口”新增RESTful绑定，其HTTP方法对应事件语义正确的是A.POST触发事件上升沿B.GET查询数据不变C.PUT触发事件下降沿D.DELETE释放资源并触发事件答案：A、B、D解析：PUT用于全量更新，不隐含下降沿；下降沿需显式FB算法逻辑，HTTP无原生语义。25.边缘节点运行确定性OS（如ZephyrRTOS）时，为实现<10μs中断延迟，需开启A.CONFIG_ZERO_LATENCY_IRQSB.CONFIG_PREEMPT_NONEC.CONFIG_TICKLESS_KERNELD.CONFIG_SMP答案：A、C解析：ZERO_LATENCY_IRQS绕过内核，tickless减少周期抖动；PREEMPT_NONE关闭抢占增大延迟，SMP引入锁竞争。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）26.2025版TSN标准已取消对CBS（CreditBasedShaper）的支持，仅保留TAS与Qch。答案：×解析：IEEE802.1Q2025仍保留CBS用于音频视频桥接，与TAS/Qch互补。27.RISCV指令集扩展“Zicfiss”支持影子栈，可有效防御ROP攻击。答案：√解析：Zicfiss将返回地址压入硬件影子栈，与数据栈隔离，ROP无法篡改。28.在KubeEdge边缘函数场景中，Wasmruntime使用wasmedge+WAMR双引擎热切换，无需重启容器。答案：√解析：通过runtimeClass动态绑定，CRI可实时切换，无需重建Pod。29.IEC623519:2025将边缘密钥管理定义为“对称密钥仅可通过密钥块（KeyWrap）分发”，禁止非对称加密。答案：×解析：标准允许ECDH密钥协商后再用KeyWrap，非对称仅用于密钥交换，非禁止。30.边缘AI芯片采用“数字孪生”建模时，其热模型精度必须<±0.5℃才能通过EAL4+认证。答案：×解析：EAL4+对热模型无精度要求，仅关注安全功能，热管理属可靠性范畴。31.在5GAdvanced中，边缘UPF支持“EthernetPDUSession”，可直接转发L2帧到TSN网络。答案：√解析：Rel19引入EthernetPDU，实现5G与TSNL2互通，UPF成为TSNBridge。32.2025年发布的《工业边缘容器镜像安全规范》要求基础镜像层必须≤5层，且每层≤100MB。答案：√解析：规范3.2.1条限制层数与大小，降低攻击面并提升拉取速度。33.采用CXL2.0内存扩展的边缘节点，可将GPU显存与主存统一编址，实现零拷贝共享。答案：√解析：CXL.mem协议支持缓存一致性，GPU通过CXL访问主存，无需传统DMA拷贝。34.在IEC6244341安全开发生命周期中，边缘设备“威胁建模”阶段必须采用STRIDE方法，禁止采用PASTA。答案：×解析：标准仅要求系统化威胁建模，未限定方法，STRIDE与PASTA均可。35.边缘计算节点若通过EAL5+认证，其固件升级必须采用“双签名”机制，即厂商签名+第三方CA签名。答案：√解析：EAL5+要求多因素完整性，双签名防止单点密钥泄露，为新增要求。四、填空题（每空2分，共20分）36.在IEEE802.1Qcr2025中，为支持“异步流量整形”，边缘交换机需维护________算法，以消除突发流量对确定性流的影响。答案：ATS（AsynchronousTrafficShaping）解析：ATS通过重新计算突发容限，将异步流转换为伪周期流。37.2025年发布的《工业边缘AI芯片算力分级》中，将INT8峰值算力≥________TOPS且能效≥________TOPS/W的芯片定为L2级。答案：32；8解析：L2级面向机器视觉，需32TOPS以上，能效8TOPS/W保证被动散热。38.在SPDM证书链验证中，若边缘设备使用ECDSAP384签名，其签名字节长度为________字节。答案：96解析：P384签名=r||s，各48字节，共96字节。39.采用gPTP协议时，边缘ClockMaster的Announce报文默认间隔为________秒，若连续________次未收到Announce，则认为Master失效。答案：1；3解析：IEEE802.1AS2020表102，AnnounceInterval=0即1秒，超时倍数3。40.在IEC614992025中，功能块事件输入端口若声明“WITH”合并，其数据类型必须满足________关系，否则编译器报错。答案：结构等价解析：附录F.3.2要求事件携带的数据类型字段顺序、宽度、对齐完全一致，采用结构等价而非名字等价。五、简答题（每题10分，共30分）41.阐述2025版IEC6244342对边缘计算节点“可信启动”流程的完整步骤，并给出每一步的验证对象与失败处理策略。答案与解析：步骤1：BootROM度量BL1——验证对象：BL1哈希值扩展至TPMPCR[0]；失败策略：停止启动，点亮故障LED。步骤2：BL1度量BL2与硬件配置——验证对象：BL2哈希+设备树PCR[1]；失败策略：回滚至出厂恢复镜像。步骤3：BL2加载OPTEEOS——验证对象：TEE哈希PCR[2]；失败策略：触发安全世界静默模式，仅提供最小服务。步骤4：OPTEE度量RichOS内核——验证对象：Linuxkernel+initrdPCR[3]；失败策略：拒绝加载，记录至安全日志并上报SIEM。步骤5：RichOS启动KubeEdgeEdgeCore——验证对象：edgecore二进制签名；失败策略：进入维护容器，等待远程修复。每一步均须匹配TPM策略引擎，若任何PCR值与预期不符，平台配置寄存器将拒绝释放密封密钥，确保恶意代码无法获取边缘AI模型密