SU1256033A1 - Устройство дл контрол устойчивости функционировани программ - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  проверки устойчивости функционировани  программ специализированных ЦВМ, имеющих средства программно-аппаратной защиты информации и вычислительного процесса. Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности контрол . Устройство содержит генератор псевдослучайных чисел, элемент ИЛИ, счетчик выданных сбоев, счетчик сигналов восстановлений , элемент И, две группы элементов И, регистр, схему сравнени , блок индикации. 3 ил. ел О5 о О5 со

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  проверки устойчивости функционировани  программ специализированных ЦВМ (СЦВМ), имеющих средства программно-аппаратной заихиты информации и вычислительного процесса . от сбоев организована путем разбиени  программы на участки, допускающие повторное исполнение после сбо , кроме того, дл  защиты от искажений исходной и внутренней информации используютс  программные фильтры. При повторном исполнении участка программы после сбо  либо при срабатывании программного фильтра формируетс  специальный сигнал восстановлени .

Цель изобретени  -- повышение достоверности контро.л .

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства дл  контрол  устойчивости функционировани  программ специализированных ЦВМ; на фиг. 2 - структурна  схема блока формировани  случайного сбо ; на фиг. 3 - структурна  схема схемы сравнени .

Устройство дл  контрол  устойчивости функционировани  программ специализированных ЦВМ (фиг. 1) состоит из генератора 1 псевдослучайных чисел, элемента ИЛИ 2, счетчика 3 выданных сбоев, счетчика 4 сигналов восстановлений, элемента И 5, первой грунгпз б элементов И, второй группы 7 элeмei тoв И, регистра 8, схемы 9 сравнени , блока И) индикации. На вход 11 подаетс  сигнал «Установка в начальное положение. Выходы соответствующих разр дов генератора 1 св заны с выходами устройства, параллельно к ним подключены входы элемента ИЛИ, выход, которого соединен со счетным входом счетчика 3 выданных сбоев, выходы еоответ- ствующих разр дов которого подключены к первым входам первой группы 6 элементов И н к входа.м элемента И 5, выход которого соединен с входом генератора 1 и с вторыми входами первой б и второй 7 групп элементов И, вход начала восстановлени  устройства соединен со счетным входом счетчика 4 сигналов восстановлени , выходы разр дов которого соединены с первыми входами второй группы 7 элементов И, выходы групп 6 и 7 элементов И соединены с единичными входами соответствующих разр дов регистра 8, ВЫХОДЕ которого подключены к соответствуюншм входам схемы 9 сравнени , выходы которой подключены к входам блока 10 индика 1ии, вход 11 «Установка в исходное состо ние соединен с первым входом генератора 1 и уста- iiOB04nbiM входом счетчиков 3 и 4 и регистра 8. Генератор 1 (фиг. 2). представ- л юп;ий разр дный генератор псевдослучайных чисел, состоит из линейного генератора 12 псевдослучайных чисел, группы элементов И 13 и триггера 14 управлени , выходы липейного генератора 12 псев

дослучаиных чисел соединены с первыми входами элементов И группы 13, вторые входы которых соединены с единичным выходом триггера 14 управлени , нулевой вход

которого соединен с выходом элемента И 5, а единичный вход - с входом 11 устройства , выходы группы 13 элементов И подключены к входам элемента ИЛИ 2 и к выходу устройства. Схема 9 сравнени  (фиг. 3) состоит из коммутатора 15, груипы 16 элементов И, элементы И 17 и инвертора 18, причем входы коммутатора подключены к соответствующим разр дам регистра 8, выходы коммутатора 15 соединены с входами многовходового элемента И 17, выход которого соединен с первым входом блока 10 индикации и, входом инвертора 18, выход которого соединен со вторым входом блока 10 индикации.

Устройство работает следующим образом. Сигнал, поступающий с входа 11 устройст.ва , устанавливает счетчики 3 и 4 и регистр 8 в нулевое состо ние. Этот же сигнал нодаетс  на вход блока 1 и переводит триггер 14 в единичное состо ние. Триггер 4 выдает разрешающий потенциал на разрешающие входы группы 13 элементов И.

Вследствие этого случайные коды с заданной интенсивностью выдаютс  с выходов соответствующих разр дов линейного генератора 12 псевдослучайных чисел. В зависимости от того, какие именно спецификации на устойчивость программ контролируютс , сформированный случайный код подаетс  либо на буферный регистр канала СЦВМ, чем вызываетс  искажение исходной информации программ, либо на регистры арифметического устройства СЦВМ, чем вызываютс  искажени  внутренней информации программ и сбои выполнени  команд програ.мм, либо на буферный регистр блоков пам ти программ, чем вызываютс  искажени  кода вычислительного процесса. Данные сбои и ощибки либо фиксируютс 

программно-аппаратными средства.ми контрол , производитс  восстановление информации и вычислительного процесса и выдаетс  сигнал восстановлени , либо они проход т незамеченными, сигнал восстановлени  не формируетс  и на выходе программы

СЦВЛ1 получаетс  неправильный результат. В качестве спецификации на устойчивость используетс  веро тность Р того, что при воздействии сбо  определенного типа программа обнаружит сбой, восстановитс  и выдаст правильный результат. Таким образом,

дл  контрол  устойчивости функционировани  программ СЦБМ необходимо сформировать определенное количество сбоев и зафиксировать число выданных сбоев - S, подсчитать число сигналов восстановлени  - V

и вычислить oneiiKV УСТОЙЧИВОСТИ

Р -V/S (I)

Нри Р Р программа  вл етс  устойчивой , иначе программа  вл етс  неустойчивой и нуждаетс  в доработке. Техническа  реализаци  данного подхода состоит в следующем: параллельно с выдачей на СЦВМ случайный код сбо  с выхода блока 1 формировани  случайного сбо  поступает на входы элемента ИЛИ 2. Сигнал с выхода данного элемента поступает на счетный вход счетчика 3 выданных сбоев и увеличивает его состо ние на «I. Счетчики 3 и 4 представл ют собой асинхронные двоичные суммирующие счетчики.

При обнаружении и обработке искаженной информации программным фильтром либо при повторном исполнении защищенного участка программы при сбое в СЦВМ вырабатываетс  сигнал восстановлени , который выдаетс  на вход устройства. С входа устройства данный сигнал поступает на счетный вход счетчика 4 сигналов восстановлени  и увеличивает его состо ни  на «1. При выдаче определенного числа сбоев разр ды счетчика 3 выданных сбоев устанавливаютс  в единичное состо ние. Информаци  данных разр дов поступает на входы элемента И 5, вследствие чего на его выходе формируетс  сигнал «Остановка контрол . Данный сигнал поступает на вход блока 1 формировани  случайного сбо  и устанавливает триггер 14 управлени  в состо ние «О, группа 13 элементов И блокируетс , и тем самым выдача в СЦВМ случайных сбоев прекращаетс . Этот же сигнал «Остановка контрол  поступает на разрещаю- щие входы групп 6 и 7 элементов И. Через группы 6 и 7 элементов И состо ни  счетчиков 3 и 4 записываютс  в соответствующие разр ды регистра 8. Причем в (I-К/2)-й разр ды записываетс  состо ние счетчика 3 выданных сбоев (перва  половина регистра), а в (R/2-f I - Н)-й разр ды (втора  половина регистра) записываетс  состо ние счетчика 4 сигналов восстановлени  (R - общее количество разр дов регистра ). Сформированные значени  разр дов поступают на вход схемы 9 сравнени . Коммутатор 15 представл ет собой тумблерные переключательные элементы, ocyщecтвл юuJ.иe подключение определенных разр дов регистра 8 к группе 16 элементов И. Номера подключаемых разр дов определ ютс  значени ми чисел V и S (см. формулу 1). Причем к первым входам элементов И группы 16 подключаютс  разр ды первой половины регистра 8, а к вторым входам элементов И - разр ды второй половины регистра 8. При совпадении значений «1 во всех подключаемых разр дах регистра 8 все элементы И сборки 16 сбрасываютс  и выдают сигналы на входы мно- говходовой схемы И 17, на выходе которой формируетс  сигнал сравнени . Если значени  «1 разр дов не совпали хот  бы в одном элементе И группы 16, сигнал совпадени  на выходе элемента И 17 не формируетс , а на выходе инвертора 18 устанавливаетс  сигнал несовпадени . Сигналы совпадени  или несовпадени  с выходов схе- .мы 9 сравнени  поступают на вход блока 10 индикации дл  информировани  о степени устойчивости функционировани  программ СЦВМ.

Таким образом, устройство позвол ет повысить достовепность контрол  устойчивости функционировани  программы за счет расщирени  множества моделируемых сбойных ситуаций. В известном устройстве формировалс  однотипный сбой контрольной суммь по модулю 3, который вызывал повторение защищенного участка программы. Вследствие этого одна и та же сбойна  ситуаци  однократно моделировалась в определенных точках программы и на основании этого делалс  вывод об устойчивости программы. Этот вывод делаетс  на основании малой статистики, по однотипному сбою и вследствие этого обладает очень низкой достоверностью . Предлагаемое устройство позвол ет значительно расщирить множество моделируемых сбойных ситуаций за счет случайного процесса формировани  сбо  в различных устройствах СЦВМ.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  устойчивости

   0 функционировани  программ, содержащее элемент И, элемент ИЛИ и регистр, причем вход установки устройства в начальное состо ние соединен с нулевым вхо- до.м регистра, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  достоверности контро5 л , в него введены генератор псевдослучайных чисел, счетчик выданных сбоев, счетчик сигналов восстановлени , схема сравнени , блок индикации, перва  и втора  группы элементов И, причем выходы фор ., мировател  псевдослучайного сбо  соединены с входами эле.мента ИЛИ и  вл ютс  группой выходов кода сбо  устройства, выход элемента ИЛИ соединен со счетным входом счетчика выданных сбоев, информационные выходы которого соединены с первы5 ми входами элементов И первой группы и с соответствующими входами элемента И, вход установки устройства в начальное состо ние соединен с входа.ми нача.льпой установки генератора псевдослучайных чисел, счетчика выданных сбоев и счетчика сигна0 лов восстановлений, информационный выход которого соединен с первыми входами соответствующих элементов И второй группы, выход элемента И соединен с входом останова генератора псевдослучайных чисел и с вторыми входами элементов И первой и вто5 рой групп, выходы элементов И первой и второй групп соединены с информационными входами регистра, перва  и втора  группы информационных выходов регистра соединены соответственно с первой и второй группами входов схемы сравнени , выход которой соединен с входом блока индикации,

   вход начала восстановлени  устройства соединен со счетным входом счетчика сигналов восстановлений.

   (fnCff8f1

   cpug.f

   ВСПвМ у и но ас ft и

   7 O/nfyoa aff

   S

   I-I

   IJffyfyoffff

   (y/I nff/JL/f/

   /-

   фиг