公安网环境下拜占庭故障模型容错技术研究

发布时间：2017-10-21 03:13

  本文关键词：公安网环境下拜占庭故障模型容错技术研究

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【摘要】：公安信息系统建设、运维与管理是综合性强、关联性广的系统工程,与公安的发展密切相关,与公安的工作需求密切相关,其信息量也特别巨大。随着系统规模的不断扩大,系统的稳定性、可用性显得十分重要,如何有效地检测系统故障将是公安信息化建设面临的、需要解决的重要课题。为此,本文研究了公安专网环境下支持拜占庭故障模型的容错技术,以充分发挥公安信息化的作用。 拜占庭故障作为一种通用故障模型,能够有效刻画软件错误、恶意入侵等故障行为。但拜占庭容错技术自身的不足,影响了其在实际系统中的应用。首先,现有拜占庭容错技术侧重于屏蔽故障,对应用多样化的容错需求支持不足。其次,拜占庭故障可以通过含糊行为等手段欺骗正确节点,上层应用或者管理员甚至不容易觉察到拜占庭故障的存在,故障隐蔽性对故障检测提出了挑战。第三,拜占庭故障随着模块之间依赖关系在系统范围内传播导致故障根源与故障表征呈现非关联性,增大了定位故障根源的复杂性。 针对上述问题,本文对专网环境下支持拜占庭故障模型的容错技术,从限制、检测以及屏蔽拜占庭故障等角度出发开展研究工作,并开发了原型来支持实际系统构建。 针对拜占庭故障检测中故障行为隐蔽、缺乏有效检测手段以及检测结果正确性难以保证等问题,采用一致性检查和审计判断被检测节点是否存在含糊行为、软件错误；通过构建Quorum检测器避免检测器自身是拜占庭故障节点对检测结果正确性的影响。实验表明,B-Detector对被检测系统侵入较小,满足实际系统的性能需求,同时结合航空分布式优化设计系统(AGrid)验证了B-Detector在实际系统中的可用性。
【关键词】：专网环境 完整性 拜占庭故障 拜占庭故障检测
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP302.8;D631.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究背景8-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 拜占庭容错协议理论研究11
• 1.2.2 实用拜占庭容错协议设计11-12
• 1.2.3 面向具体应用的拜占庭容错技术研究12-13
• 1.3 研究目的及意义13-14
• 1.3.1 应用容错需求的多样性13
• 1.3.2 拜占庭故障的隐蔽性13-14
• 1.3.3 拜占庭故障定位的复杂性14
• 1.3.4 拜占庭容错协议的兼容性14
• 1.3.5 拜占庭容错技术的易用性14
• 1.4 主要研究工作14-16
• 2 相关技术与研究现状16-35
• 2.1 系统模型及故障模型16-17
• 2.1.1 系统模型16-17
• 2.1.2 故障模型17
• 2.2 完整性检测技术17-22
• 2.2.1 安全散列函数17-18
• 2.2.2 验证数据结构18-21
• 2.2.3 典型应用实例21-22
• 2.3 故障检测技术22-28
• 2.3.1 不可靠故障检测器22-23
• 2.3.2 拜占庭故障检测23-25
• 2.3.3 有状态故障检测25-28
• 2.4 副本状态机技术28-35
• 2.4.1 基于协商的副本状态机协议29-33
• 2.4.2 支持副本1状态机构建的其它技术33-35
• 3 B-Detector：一种支持拜占庭故障检测的方法35-60
• 3.1 B-DETECTOR的技术介绍35-37
• 3.2 主要相关工作37-38
• 3.3 B-DETECTOR概述38-41
• 3.3.1 B-DETECTOR设计38-40
• 3.3.2 基于B-DETECTOR构建应用执行流程40-41
• 3.4 B-DETECTOR实现41-48
• 3.4.1 节点日志42-43
• 3.4.2 代理通讯机制43-44
• 3.4.3 拜占庭故障检测44-46
• 3.4.4 证据传输46-48
• 3.4.5 主动探测48
• 3.5 B-DETECTOR应用48-50
• 3.5.1 B-DETECTOR-AGRID实现49-50
• 3.5.2 B-DETECTOR-AGRID审计策略50
• 3.6 B-DETECTOR分析与评测50-60
• 3.6.1 B-DETECTOR性能分析51-54
• 3.6.2 B-DETECTOR性能评测54-57
• 3.6.3 B-DETECTOR-AGRID评测57-60
• 4 结论60-62
• (1) 全文总结60-61
• (2) 展望61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 王永剑;崔德刚;钱卫;周琼琼;;基于网格技术的多学科优化系统[J];华中科技大学学报(自然科学版);2010年S1期

2 咸鹤群;冯登国;;外包数据库模型中的完整性检测方案[J];计算机研究与发展;2010年06期

3 金澈清,钱卫宁,周傲英;流数据分析与管理综述[J];软件学报;2004年08期

4 田秀霞;王晓玲;高明;周傲英;;数据库服务——安全与隐私保护[J];软件学报;2010年05期

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本文编号：1070949