4、基于监控与自适应的运行时安全强制执行方法

基于监控与自适应的运行时安全强制执行方法

在软件系统的开发与运行过程中，安全保障一直是至关重要的问题。传统的安全验证方法在设计和开发阶段有一定作用，但在实际运行环境中，由于各种不确定性和未知因素，软件系统的安全行为难以完全确定。本文将介绍一种基于监控与自适应的运行时安全强制执行方法，通过具体案例和技术细节，阐述其实现原理和优势。

1. 背景与动机

• 传统方法的局限性 ：在设计和开发阶段，软件系统可以通过测试、模拟或形式验证等方法来证明其安全性，但这些方法往往基于对系统运行环境的明确假设。然而，在实际运行中，系统与用户和环境的紧密交互会带来各种不确定性和未知因素，使得软件系统的安全行为难以在设计阶段完全确定。
• 运行时安全的重要性 ：软件系统只有在其状态空间的某些区域才能安全运行。为了确保系统在运行时的安全性，需要采用运行时强制执行技术来修改系统的运行时行为，使其满足一组安全断言，从而将系统行为引导到安全区域。

2. 相关工作

• 安全与隐私策略执行 ：早期的执行机制主要应用于安全领域，用于执行安全和隐私策略。例如，在移动设备上执行使用控制策略，通过运行时挂钩和代码注入机制来处理资源管理不善导致的故障。
• 机器人编程框架 ：一些机器人编程框架集成了运行时保证系统，用于确保未认证组件的安全使用。例如，SOTER框架通过基于编码状态机的RTA模块来保护未认证组件，在危险情况下切换到安全控制器。