軟件學報，2019年第1期，關于“軟件學科發展回顧特刊”值得一看。

“中國計算機學會”的“數字圖書館”下的期刊列表。

未知協議的逆向分析與自動化測試

• 作者：張蔚瑤、張磊、毛建瓴、許智君、張玉軍
• 刊名：計算機學報2020年第4期
• 關鍵詞：未知協議、逆向分析、特征識別、協議特征庫、多維變異、主動探測

摘要

在工業控制、軍事通信、金融信息等創新型網絡中，大量未知（私有或半私有）協議被廣泛采用. 對通信協議及其實現進行嚴格的測試是確保網絡系統安全性的重要手段，現有測試手段與方法大多只能針對已知協議進行，未知協議的廣泛采用對協議測試提出了挑戰. 本文提出了針對未知協議的逆向分析與自動化測試方法，其基本思想是基于對協議流量的逆向分析，識別出協議特征，動態生成多維測試數據，自動監控被測系統的運行狀態，獲得準確的測試結果，為系統安全可靠運行提供依據. 具體貢獻包括：（1）自動化模糊測試框架；（2）基于協議特征庫的逆向分析方法；（3）基于多維變異的測試數據生成方法；（4）基于主動探測的測試執行與異常定位方法. 本文設計實現了自動化測試工具UPAFuzz，試驗結果表明，UPAFuzz 能夠基于網絡流量實現協議特征的自動識別，并自動生成海量模糊測試數據，對被測系統進行測試；在生成的測試數據量達到千萬級時，UPAFuzz 的內存占用率為現有模糊測試工具Boofuzz 的50%，且其耗時僅為Boofuzz 的10%，大大提升了測試執行效率.

敏捷開發環境中的回歸測試優化技術

• 作者：王曉琳、曾紅衛、林瑋瑋
• 刊名：計算機學報2019年第10期
• 關鍵詞：回歸測試、測試用例優先排序、回歸測試選擇、敏捷開發、軟件測試、軟件工程;

摘要

版本頻繁交付、功能不斷新增或修改、測試用例不斷增多是敏捷開發環境的特點.回歸測試是軟件測試的一個重要組成部分,它在敏捷開發環境中更應基于環境特點進行設計.但是,傳統的回歸測試優化技術(測試用例優先排序或回歸測試選擇等)各有其優缺點,且沒有考慮敏捷開發環境對測試效率的影響.測試用例優先排序技術利用設計規則對所有測試用例進行排序,以提高錯誤檢測率,但測試集基數大,花費時間長.回歸測試選擇技術選擇部分測試用例執行,減少了測試執行時間,但存在不安全因素.為了解決這個問題,本文提出新的敏捷開發環境中的回歸測試優化技術.首先,將回歸測試拆分成兩個過程,提出在這兩個過程中的測試方法:敏捷測試用例優先排序和敏捷回歸測試選擇.敏捷測試用例優先排序方法基于歷史排序的思想,將需求、錯誤反饋及歷史信息三者結合,形成一個具有記憶的優先排序技術.敏捷回歸測試選擇方法結合錯誤信息和需求關聯信息進行設計,選擇以往版本中發現錯誤的測試用例及與新增測試有交互的測試用例作為測試子集,既檢驗曾經出錯的功能是否正確,又檢驗新增功能加入是否影響已交付功能的穩定.其次,將敏捷排序和敏捷選擇方法結合,設計回歸測試優化模型,提出優化算法.為測試子集中的每一個測試用例設置一個失效標簽以動態調整子集規模.最后,通過在不同規模的實驗對象上進行實驗,分析優化算法的有效性.實驗結果表明,與現有的測試排序和測試選擇及其混合方法相比,敏捷開發環境中的回歸測試優化技術既可達到高錯誤檢測率又可減少待執行測試用例數量同時保證較高的安全性.從統計分析t檢驗結果看,我們的方法在糾錯速率上優于其它5種測試排序方法,因為t值均大于0且p值均小于0.05;從糾錯速率、效率成本百分比、運行時間縮減率及揭露錯誤百分比這4個方面的綜合指數看,本文的方法最佳.

基于歷史的云平臺故障注入測試

• 作者：馬驊、聶長海、吳化堯
• 刊名：計算機學報2019年第10期
• 關鍵詞：云平臺、故障模式、歷史故障、故障注入;

摘要

云計算是一種能夠以便利的、按需付費的方式通過網絡獲取計算資源并提高其可用性的模式.近年來,以云計算為基礎的服務平臺——云平臺逐漸成為各大企業數據存儲和業務部署的主要平臺.由于云平臺結構復雜、服務多樣,發生故障在所難免.為了提高云平臺的可靠性,開發人員在設計云平臺時加入了容錯機制,目的是在發生故障的情況下也能保證云平臺的正常運行.但是容錯機制并不能保證云平臺完全可靠,因此我們還需要對云平臺的可靠性進行檢驗.故障注入是檢驗云平臺可靠性的方法之一,通過人為地將故障注入正在運行的系統中,觀察系統動作并判斷系統的容錯機制是否正常工作.現有的故障注入方法側重于分析待測系統特征以確定故障注入點,屬于白盒或灰盒測試,對復雜的云平臺來說,這一工作無疑要耗費大量的時間.因此,我們提出一種不依賴于系統信息的黑盒測試方法以提高檢驗效率.本文在現有工作的基礎上做了以下幾個方面的工作:第一,我們收集了云平臺歷史宕機事故報告,并分析其中故障模式出現的規律.我們發現,云平臺中發生的故障類型具有重復性,在此基礎上,我們提取了這些故障的特征,包括所在組件、根因、產生的影響、修復方法等;第二,通過對云平臺歷史宕機事故報告的分析,我們發現很多事故當中的故障并不是單一出現的,并且多個故障之間具有關聯性、組合性,我們深入分析了多故障之間的關系以及故障之間的組合形式,在此基礎上,為了盡可能完全地檢測云平臺的可靠性,我們提出在故障注入過程中需要對多故障進行組合注入;第三,在對多故障進行組合的過程中我們發現,由于云平臺的復雜性,故障種類的多樣性,多故障之間的組合會產生組合空間爆炸問題,針對這一問題,我們做了初步探究,并提出了幾種約減策略;第四,基于上述工作,我們提出了一種基于歷史的故障組合方法,并利用歷史故障數據,結合基礎云平臺架構進行模擬實驗,實驗結果表明我們提出的基于歷史故障進行故障組合注入方法是有效可行的.

基于風險分析的回歸測試用例優先級排序

• 作者：于海、楊月、王瑩、張偉、朱志良
• 刊名：計算機學報2019年第10期
• 關鍵詞：回歸測試、測試用例優先級、復雜網絡、風險分析、信息流、軟件測試、軟件工程;

摘要

該文利用軟件組件間信息流的傳遞過程,提出了基于風險分析的回歸測試用例優先級排序算法(Risk Analysis-based Test Case Prioritization,RA-TCP).該算法針對現有的優先級排序技術未能有效利用測試用例所覆蓋信息的問題,在類粒度下將軟件抽象為基于信息流的類級有向網絡模型,然后將每個測試用例所覆蓋的類間信息傳遞關系用一組杠鈴模型表示,結合概率風險評估方法和故障樹理論計算杠鈴模型的風險值,最后以測試用例所覆蓋的杠鈴風險總和作為其排序依據.實驗結果表明,風險越高的測試用例覆蓋錯誤的可能性越大,RA-TCP算法提高了具有嚴重風險的錯誤發現速率,與7種排序算法對比,RA-TCP算法具有較高的錯誤檢出率及較好的穩定性.

總結

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