使用TLA對一個工業(yè)級安全協(xié)議的建模實現.pdf

1、目前越來越多的安全臨界系統(tǒng)被應用到我們的日常生活中，以至于安全工程也越來越受到關注。在這種情況下，國際電子技術協(xié)會頒布了國際功能安全標準《IEC61508》。這套功能安全標準使用安全集成度來描述系統(tǒng)安全性，并推薦了很多形式化方法作為安全檢證的手段。
　　形式化方法主要檢驗系統(tǒng)三個方面的屬性是否滿足，即：安全性，活性以及公平性。但是在實際操作中面臨三個主要問題：其一，驗證結論很難使用功能安全標準中安全集成度的度量標準進行描述；其二，

2、形式化方法對系統(tǒng)所處的環(huán)境以及人機交互方面的處理比較薄弱，需要人為地針對性的加以處理；其三，絕大多數形式化方法是基于狀態(tài)枚舉原理的，無法回避狀態(tài)爆炸問題。
　　在論文探討使用TLA對系統(tǒng)進行建模與分析之前，我們首先簡單地介紹了一下TLA以及建模所需要的基礎數學知識。隨后我們在論文中提出了一種分治策略用于對系統(tǒng)規(guī)格說明進行抽象簡化。其基本思想是將復雜的系統(tǒng)簡單化，先提出一個最簡單抽象的概念模型，然后逐層細化各個模塊，將系統(tǒng)的功能和數

3、據交互添加到這些模塊中去。在這一過程中，我們由簡入繁地反向分析哪些系統(tǒng)因素是安全相關的，哪些系統(tǒng)因素是可以在將來的模型中簡化甚至省略掉的。這對簡化系統(tǒng)復雜度起到了相當關鍵的作用。同時，我們可以逐漸分析出系統(tǒng)需要滿足哪些安全性，活性以及公平性屬性。為了更好地配合TLA建模，我們在分治策略中還提出了針對模塊功能分析的模塊狀態(tài)機（Module State Machine）機制。分治簡化結束后，其模塊狀態(tài)機可以很容易地轉化為TLA模型。