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1. 基于delta码的乘除法运算错误检测改进算法

孙宗奇, 臧海娟, 张春花, 潘勇

计算机应用 2017, 37 (4): 975-979. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2017.04.0975

摘要（455）

PDF （898KB）（439）

为确保安全苛求系统中程序执行的正确性，研究人员将差错控制理论用于对计算机指令进行编码，但由于编码大多涉及模运算，导致复杂度大量增加，应用于实时系统有困难。针对复杂度问题对delta码的乘除法运算算法进行改进。算法在乘法运算中引入冗余编码及差异化思想，从而确保安全性；在除法运算中引入逆元，将除法运算转化为低复杂度的乘法运算，避免了模运算带来的开销，降低了复杂度并提高了算法安全性，并对安全性进行理论论证。理论分析表明：所提算法漏检率可达2.3×10 ^-10。测试结果表明，所提算法的漏检率与理论值相符，且复杂度是未编码运算6.4~7.2倍，比原delta码降低了7%~19%，在漏检率与复杂度方面均满足安全苛求系统的应用要求。

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2. 用于程序循环控制的错误检测算法

邹宇, 薛小平, 张芳, 潘勇, 潘腾

计算机应用 2015, 35 (12): 3450-3455. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2015.12.3450

摘要（400）

PDF （945KB）（320）

为确保安全苛求系统中程序执行的正确性,针对程序循环控制中内存未更新、循环提前结束和循环滞后结束的问题,提出一种基于含签名和时间戳的算术(ANBD)码的循环控制错误检测算法。该算法通过ANBD码,将程序变量编码为含签名的码字。通过校验码字签名,检测循环控制错误。运用ANBD码中的时间标签,可检测内存未更新错误。另外,在ANBD码基础上,通过采用在线语句块签名分配算法、语句块签名函数和变量签名补偿函数,检测循环提前结束错误和循环滞后结束错误。该算法理论错误漏检概率为1/ A,其中A为编码素数,选取97~10993的素数进行错误漏检概率测试,得到理论模型与测试结果的归一化均方误差(NMSE)约为-30 dB。测试结果表明,该算法可检测循环控制中出现的各类错误,且编码素数 A接近2 ³²时,错误漏检概率可达10 ^-9,能够满足安全苛求系统的应用要求。

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