[发明专利]计及信息时效的嵌入式装置安全通信协议验证方法和系统

权利要求书

1.计及信息时效的嵌入式装置安全通信协议验证方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

对预先建立的状态与变迁模型中各层级进行状态空间搜索，验证安全通信过程的时效性是否正确；

基于所述嵌入式装置安全通信过程的时效性，对所述状态与变迁模型中的通信时间消耗进行分析，验证安全通信过程是否可以在预定的时间内完成；

其中，所述状态与变迁模型，是通过将嵌入式装置安全通信协议划分后得到的多个层级构建的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态与变迁模型的建立，包括：

将嵌入式装置安全通信协议分为应用系统、传输层、信道，以及消息交互过程；

基于所述应用系统、传输层、信道，以及消息交互过程构建应用系统模型层级、传输层模型层级和信道模型层级；

基于所述应用系统模型层级、传输层模型层级和信道模型层级结合着色petri网建模方法，构建状态与变迁模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态与变迁模型如下式：

M＝(L,Π,P,T,C,G,E)

其中，L表示嵌入式装置安全通信协议的应用系统、传输层、信道三个模型层级，形成分层着色petri网模型；Π是模型中的颜色集，表示状态类型与消息类型的集合；P表示着色petri网模型中的库所集合，包括存储状态的库所，以及存储输入输出消息的库所；T表示变迁集合，包括模型层级L间的变迁，以及传输消息和状态转换的变迁；C表示P和Π的对应关系；G表示包括消息传输和状态转换的条件函数；E表示传输消息或转换状态的表达式函数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述状态与变迁模型中各层级进行状态空间搜索，验证安全通信过程的时效性是否正确；包括：

基于库所集合、变迁集合得到嵌入式装置安全通信协议对应的petri网结构；

基于嵌入式装置安全通信协议执行的时效性，在信道模型中定义时间约束和随机因素；

基于petri网模型的关联矩阵，验证所述状态与变迁模型的有界性；

使用形式化验证工具进行状态空间搜索，同时使用内嵌分支时序逻辑，用命题的形式表示嵌入式装置安全通信协议能够进入安全连接状态；

当命题成立时，安全通信过程的时效性正确，否则，安全通信过程的时效性不正确。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述安全通信协议的时序不正确时，进行反例的查找。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述嵌入式装置安全通信协议执行的时效性，对所述状态与变迁模型中的通信时间消耗进行分析，验证安全通信过程是否可以在预定的时间内完成包括：

基于嵌入式装置安全通信协议执行的时效性为各模型层级中设置的时间约束和随机因素；

基于所述时间约束和随机因素对通信时间消耗进行分析，验证安全通信过程是否可以在预定的时间内完成。

7.计及信息时效的嵌入式装置安全通信协议验证系统，其特征在于，所述系统包括：搜索模块和分析模块；

所述搜索模块，用于对预先建立的状态与变迁模型中各层级进行状态空间搜索，验证安全通信过程的时效性是否正确；

所述分析模块，用于基于所述嵌入式装置安全通信过程的时效性，对所述状态与变迁模型中的通信时间消耗进行分析，验证安全通信过程是否可以在预定的时间内完成；

其中，所述状态与变迁模型，是通过将嵌入式装置安全通信协议划分后得到的多个层级构建的。

8.根据权利要求7所述系统，其特征在于，还包括：划分模块，所述划分模块，包括：交互单元、构建单元和结合单元；

所述交互单元，用于将嵌入式装置安全通信协议分为应用系统、传输层、信道，以及消息交互过程；

所述构建单元，用于基于所述应用系统、传输层、信道，以及消息交互过程构建应用系统模型层级、传输层模型层级和信道模型层级；

所述结合单元，用于基于所述应用系统模型层级、传输层模型层级和信道模型层级结合着色petri网建模方法，构建状态与变迁模型。