一种针对开放式架构软件不同层次的安全性能测评装置及方法与流程

本发明涉及物理和自动化测试，特别是一种针对开放式架构软件不同层次的安全性能测评装置及方法。

背景技术：

1、近年来，针对开放式架构软件不同层次的安全性测评方法研究面临诸多挑战。基于层次化模型的开放式架构技术难点主要在于安全性评估指标因素权重的复杂性。安全性评估是一个定性与定量相结合的多目标、多准则的复杂问题，而开放式架构军用设备软件涉及的安全性因素众多，评估过程的重难点在于如何科学合理地确定各指标因素的权重。在实际应用中，采用层次分析法（ahp）时，各评价指标的权值通过人为操作进行判断选取，容易造成信息损失过多，且专家的主观因素占主导地位，影响了评判结果的客观性。此外，利用熵权法进行分析时，某些特别危险的评价指标可能会被其他危险指数低的指标中和，从而降低总体评价的危险程度，失去公正性。因此，如何真实反映每一个安全性风险因素对软件的影响，科学客观地确定每个指标的大小，并构建一个多层次、多维度的安全性测评体系，成为当前研究的重要方向。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题，提供一种针对开放式架构软件不同层次的安全性测评方法，用于解决现有技术在安全性评估指标权重确定过程中存在的主观性问题，以及缺乏系统性、全面性安全性测评方法的问题。具体而言，本发明旨在克服传统层次分析法（ahp）和熵权法在安全性评估中存在的不足，通过科学合理的方法确定各层次安全性指标的权重，减少人为判断的主观性和信息损失，避免因危险性指标被中和而导致的公正性缺失。同时，本发明致力于构建一个多层次、多维度的测评体系，能够全面、系统地反映开放式架构软件不同层次的安全性风险及其影响，从而为软件的安全性测评提供更加客观、准确的依据，辅助相关决策者进行有效的风险管理。此外，本发明还通过引入多源数据融合和动态权重调整机制，进一步提高了测评方法的灵活性和适应性，能够在不同场景和条件下提供更加全面的安全性评估结果。

2、实现本发明目的的思路是，从开放式架构软件的安全性需求出发，结合其多层次特性和现有安全性测评工具与方法的不足，本发明提出针对开放式架构软件不同层次的安全性测评装置，其中的数据采集模块在测试过程中不断与其他子模块交互，将安全性相关的数据进行实时采集和持久化存储，提升了安全性测评的效率。环境清理模块在测试运行周期结束后进行测试环境的清理，避免了对资源的过度占用。本发明提出针对开放式架构软件不同层次的安全性测评方法，提出安全性测试指标的综合评估模型，将开放式架构软件的安全性分为系统层次、应用层次和数据层次三个层次进行测评。通过多源数据融合技术，整合不同层次的安全性指标数据，结合动态权重调整机制，根据实际场景和数据源的重要性动态分配权重，形成针对开放式架构软件多层次特点的安全性测评方法，使得软件提供商和用户可以根据自身需求，从不同层次获得软件的安全性综合评价，从而为安全性优化和风险管理提供科学依据。

3、本发明的装置包括测试环境配置模块、安全威胁模拟模块、指标采集模块、数据存储模块、环境清理模块、数据分析评价模块，其中：

4、所述测试环境配置模块，用于通过自动化工具和脚本简化测试环境的配置过程，支持多种测试环境配置以适应不同层次的软件架构和不同的测试需求；通过与软件的认证服务交互，获取管理权限以便在软件上进行必要的配置和操作；导入测试定制版镜像，安装必要的安全性测试工具，根据相关配置信息创建虚拟机，为每个虚拟机绑定外部网络浮动ip，配置网络拓扑模拟真实网络环境；测试开始前，选择需要执行的测试项，并对涉及的测试参数进行详细配置；

5、所述安全威胁模拟模块，用于通过安装好的安全性测试工具，根据测试参数与各项配置连接被测软件，模拟各种网络攻击和安全威胁场景；

6、所述指标采集模块，用于对被测软件进行安全性测试，以周期性轮询的方式通过自定义脚本采集并整合系统、应用、数据层次下的安全性相关指标数据；

7、所述数据存储模块，用于将测试参数配置与测得的三个层次下的安全性指标数据存入后端数据库中，进行持久化存储；

8、所述环境清理模块，用于对测试环境进行全面清理，删除在测试配置阶段创建的虚拟机和相关资源，清理测试过程中生成的日志和临时数据、临时文件，恢复系统到初始状态，以免过度占用系统资源；

9、所述数据分析评价模块，用于对采集到的安全性指标数据分析，计算每个层次的安全性二级指标的归一化数值；计算每个层次的安全性一级指标的量化值；计算每个层次的安全性能综合评分。

10、本发明方法的步骤包括如下：

11、步骤1，配置测试环境：

12、（1a）测试环境配置模块通过与软件的认证服务交互，获取软件管理权限，再通过该权限与软件进行交互，获取对应的配置信息，在测试前向被测软件导入测试定制版镜像并配置好虚拟机信息；

13、（1b）测试环境配置模块根据测试定制版镜像和相关配置信息创建虚拟机，为每个虚拟机绑定外部网络浮动ip，配置网络拓扑，在被测软件外安装好相关的安全性测试工具；

14、（1c）测试环境配置模块在开始测试前，选择要执行的测试项，并对测试项中涉及到的测试参数进行配置，配置好测试参数后安全威胁模拟模块通过在被测软件外安装好的安全性测试工具根据测试参数连接被测软件，模拟指定规格和类型的网络攻击与安全威胁场景。

15、步骤2，采集系统、应用、数据三个层次的安全性能二级指标：

16、指标采集模块对被测软件进行安全性测试，以周期性轮询的方式通过自定义脚本分别采集并整合系统、应用、数据层次下的安全性二级指标数据，数据存储模块将测试参数配置、测得的三个层次下的安全性能二级指标数据存入后端数据库中，进行持久化存储；

17、步骤3，计算可间接反映软件安全性能的每个层次的一级指标：

18、（3a）按照下式，数据分析评价模块计算在测试中每个层次的安全性能二级指标的归一化数值：

19、

20、其中，表示第个层次的第个二级指标归一化后的数值，的值越趋于1，二级指标的评价越好，的取值为1、2、3，分别表示系统层、应用层、数据层，表示第个层次下的二级指标的序号，的取值为1、2、3时，对应的的最大值分别为3、6、2，表示求根操作，表示求绝对值操作，∏表示求连乘操作，表示第个层次下的第个二级指标的安全性能数据测试集合，表示安全性能数据测试集合中针对第个层次下第个二级指标的安全性能数据的测试次数，表示安全性能数据测试集合中安全性能数据测试的序号，表示测试过程中理想状态下第个层次下的第个二级指标的基准值，所述基准值为理想状态下的性能最优值，表示非理想状态下一次安全性能数据测试得到的第个层次下的第个二级指标数值；

21、（3b）按照下式，数据分析评价模块计算每个层次的安全性能一级指标的量化值：

22、

23、其中，表示第个层次的第个一级指标数值，的值越趋于1，一级指标的评价越好，表示第个层次下的一级指标的序号，的取值为1、2、3时，对应的的最大值分别为1、2、3，表示第个层次下第个一级指标下的二级指标集合，表示二级指标集合中二级指标的序号，的取值为1、2、3时，对应的的最大值分别为4、2、4，∑表示求和操作，表示第个层次下的第个二级指标归一化后的数值，表示的权重，该权重由层次分析法确定；

24、步骤4，清理被测环境：

25、环境清理模块对测试环境进行清理，删除在测试环境配置阶段创建的虚拟机和相关资源，清理测试过程中生成的日志和临时数据、临时文件，以免过度占用系统资源；

26、步骤5，按照下式，数据分析评价模块计算每个层次的安全性能综合评分：

27、

28、其中，表示第个层次的开放式架构软件安全性能综合评分，的值越大，第个层次的开放式架构软件安全性能综合评分越高，表示第个层次下所有一级指标的集合，表示一级指标集合中一级指标的序号，表示第个一级指标数值，表示的权重，该权重由层次分析法确定。

29、相比于现有技术，本发明的优点在于：

30、第一，由于本发明装置中的数据存储模块在测试过程中持续与其他子模块交互，实现测试数据的持久化存储，避免了现有技术中测试人员需对已测试软件进行重复测试的困扰，使得本发明的装置具有了显著提升开放式架构软件安全性能测试的效率的优点。

31、第二，由于本发明的装置中的环境清理模块实现了测试环境的自动化清理，删除在测试环境配置阶段创建的虚拟机和相关资源，清理测试过程中生成的日志和临时数据、临时文件，克服了现有技术中测试会过度占用系统资源的问题，使得本发明的装置具有了测试轻量化和自动化的优点。

32、第三，由于本发明的方法采集了系统、应用、数据三个层次下的安全性能二级指标，对所有二级指标都进行了数据归一化处理并聚合为能够间接反映开放式架构软件安全性能的一级指标，克服了现有技术测评开放式架构软件安全性能的测评指标过于简单、难以量化的问题，使得本发明的方法具有对开放式架构软件安全性能进行定量综合评价的优点。

33、第四，由于本发明的方法兼顾开放式架构软件的系统层、应用层和数据层，提出了针对开放式架构软件不同层次的安全性能测评方法，明确提出了开放式架构软件安全性能评分公式，对各个层次的安全性能进行测评，克服了现有技术测评开放式架构软件安全性能未考虑软件存在不同层次，缺少不同层次指标的采集方法的问题，使得本发明的方法具有有效比较不同开放式架构软件安全性能的优点。