软件系统安全与高可用性设计解析-优快云博客

在实践中，实现完全的通道独立性是不可能的，围绕软件多样性设计的系统中的所有版本可能会以相似的方式失败，原因如下：

不同团队成员往往来自相同的文化背景，可能接受过相同的教育方式，使用过相同的教科书。这意味着他们可能对相同的内容难以理解，在与他人沟通时也会有共同的困难，所以独立的软件设计团队常常会犯相同的错误或误解规范的相同部分。
尽管要求不同团队开发，但由于各种潜在的共性因素，如相似的知识体系和思维模式，使得不同版本的软件难以避免地存在一些共同的问题，从而导致它们可能以相似的方式失败。

在一个旨在具有高可用性的系统中，明确处理所有异常是非常必要的。

首先，在程序执行过程中，错误或意外事件不可避免地会发生，这些异常可能由程序故障或不可预测的外部情况引起，例如：

若不处理这些异常，可能会导致系统出现故障，进而影响系统的可用性。

其次，当异常发生时，系统必须对其进行管理，通常系统的异常管理机制会报告错误并关闭执行。

为了确保程序异常不会导致系统故障，就需要为所有可能出现的异常定义异常处理程序，保证所有异常都能被检测到并得到明确处理。

像 Java、C++ 和 Python 等语言都有内置的异常处理结构，当出现异常情况时，异常会被发出信号，语言运行时系统会将控制权转移到异常处理程序。

如果不明确处理所有异常，系统可能会因为未处理的异常而崩溃或出现不可预期的行为，从而降低系统的可用性。

因此，明确处理所有异常有助于维持系统的稳定运行，提高系统的可用性。

随着时间推移，所有社会都变得更加规避风险。因为不同社会对风险的接受程度不同，有些社会比其他社会更厌恶风险且好诉讼，所以风险三角形区域之间的边界不是固定的。

随着社会整体风险厌恶程度的增加，人们对风险的容忍度降低，这就使得原本处于可接受区域的风险可能变得不可接受，从而导致边界向下移动。

此外，公众舆论也会影响边界的变化，公众可能要求不惜成本地降低系统事故发生的可能性，这也会促使边界进行调整。

同时，其他系统中的事件也可能导致风险重新分类，例如由于恐怖袭击或海啸等外部事件，原本被认为不太可能发生（处于ALARP区域）的风险可能会被重新归类为不可容忍的风险，进而使风险三角形的边界发生改变。

描述：嵌入式软件系统可能出现故障，导致放射治疗机输送的辐射剂量与治疗数据库中规定的剂量不一致，可能输送过多或过少的辐射。过多的辐射会对患者的健康组织造成严重损伤，过少的辐射则可能无法有效治疗肿瘤。
防御性要求 ：在放射治疗机每次输送辐射前，系统应进行双重剂量验证。
1. 首先，嵌入式软件系统在接收到治疗数据库下载的剂量信息后，自动与本地存储的标准剂量范围进行比对；
2. 其次，在辐射输送过程中，实时监测实际输送的辐射剂量，并与设定剂量进行动态对比。
原因：双重验证机制增加了剂量准确性的保障。在输送前的比对可以在源头发现可能的剂量错误，避免错误剂量的执行；输送过程中的动态对比则能及时发现输送过程中出现的剂量偏差，一旦发现异常可以立即停止辐射输送，从而降低因剂量错误导致事故的风险。

描述：在输入治疗要求到数据库时，可能会出现人为输入错误，或者数据库软件本身出现故障，导致错误的治疗数据被下载到放射治疗机，进而影响治疗的准确性。
防御性要求 ：建立数据输入审核机制和数据备份恢复系统。
在数据输入时，系统应提供输入格式校验和逻辑校验，例如检查剂量数值是否在合理范围内、治疗时间是否符合常规等。
同时，定期对治疗数据库进行备份，并具备在数据出现错误时快速恢复到最近一次正确备份状态的能力。
原因：输入审核机制可以在数据录入阶段就发现并纠正可能的错误，减少错误数据进入系统的可能性。数据备份恢复系统则为数据错误提供了补救措施，即使出现数据错误，也能迅速恢复到正确状态，保证治疗数据的准确性，降低因数据库数据错误导致的治疗事故风险。

描述：治疗数据库与放射治疗机之间的通信链路可能出现故障，导致治疗要求无法正确下载到放射治疗机，或者下载的数据在传输过程中出现丢失、错误等情况，使放射治疗机无法按照正确的治疗方案进行操作。
防御性要求 ：采用冗余通信链路和数据校验机制。
设置两条独立的通信线路，当一条线路出现故障时，系统能自动切换到另一条线路。
同时，在数据传输过程中，对传输的数据添加校验码，放射治疗机在接收数据后进行校验，确保数据的完整性和准确性。
原因：冗余通信链路提高了通信的可靠性，即使一条链路出现故障，另一条