Software-Diversität für Steuerungen mit Sicherheitsverantwortung:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Bremerhaven
Wirtschaftsverl. NW
1992
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| Schriftenreihe: | Bundesanstalt für Arbeitsschutz <Dortmund>: Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz / Forschung
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| Beschreibung: | Zsfassung in engl. und franz. |
| Umfang: | XV, 170 S. graph. Darst. |
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INHALTSVERZEICHNIS
1. Einleitung 1
2. Diversitäre Systeme 6
3. Fehlerklassifikation 14
3.1 Betrachtung der Fehler nach der Wirkung
(Aspekt W) 14
3.2 Betrachtung der Fehler nach dem Auftreten
(Aspekt A) 15
3.3 Betrachtung der Fehler nach der Entstehung
(Aspekt E) 17
3.3.1 Fehlerklassifikation nach Entstehungsphase
(Aspekt P) 18
3.3.1.1 Spezifikationsfehler (Klasse Sl) 20
3.3.1.2 Mehrdeutige Spezifikation (Klasse S2) 20
3.3.1.3 Entwurfsfehler (Klasse II) 21
3.3.1.4 Datenstrukturfehler (Klasse 12) 21
3.3.1.5 Algorithmische Fehler (Klasse 13) 21
3.3.1.6 Approximationsfehler (Klasse 13 ) 22
3.3.1.7 Spracheneigenschaften (Klasse 14) 22
3.3.1.8 Testverfahren (Klasse Tl) 23
3.3.1.9 Zuverlässigkeitsanalysen (Klasse ZI) 23
3.3.2 Fehlerklassifikation nach menschlichen Faktoren . . .
(Aspekt M) 24
3.3.2.1 Flüchtigkeitsfehler (Klasse Ml) 24
3.3.2.2 Programmierkenntnisse (Klasse M2) 24
3.3.2.3 Denkfallen (Klasse M3) 25
3.3.2.4 Mangelnde Erfahrung (Klasse M4) 25
X
3.4 Betrachtung der Fehler nach ihrer Offenbarung
(Aspekt O) 26
3.4.1 Fehlerklassifikation nach lokaler Offenbarung
(Aspekt OL, Klassen OL1 und OL2) 26
3.4.2 Fehlerklassifikation nach temporaler Offenbarung
(Aspekt OT, Klassen OT1 und OT2) 26
3.5 Betrachtung der Fehler in der SW-Umgebung
(Aspekt U) 27
3.5.1 Compiler-Fehler (Klasse UC) 28
3.5.2 Betriebssystem-Fehler (Klasse ÜB) 28
3.5.3 Hardware-Fehler(Klasse UH) 28
3.5.3.1 Physik. Alterung (Klasse UH1) 28
3.5.3.2 Design-Fehler (Klasse UH2) 28
4. Abgestufte Diversitätsgrade 29
4.1 Diversität in den Entwicklungsphasen
(Aspekt E) 29
4.1.1 Funktionale Diversität (Grad DSD 29
4.1.2 Spezifikationssprachen-Div. (Grad DS2) 31
4.1.3 Entwurfsdiversität (Grad DU) 33
4.1.4 Datenstruktur-Diversität (Grad DI2) 34
4.1.5 Algorithmische Diversität (GradDI3) 36
4.1.6 Programmiersprachen-Diversität (Grad DI4) 37
4.1.7 Test-Diversität (Grad DT) 40
4.1.8 Div. Zuverlässigkeitsanalysen (Grad DZ) 44
4.2 Diversität bezüglich menschlicher Faktoren
(Aspekt M) 46
4.2.1 Produkt-Diversität (Grad DM1) 46
4.2.2 Personen-Diversität (Grad DM2) 47
4.2.3 Kommunikations-Diversität (Grad DM3) 47
XI
4.2.4 Ausbildungsdiversität (Grad DM4) 48
4.3 Diversität der Eingabe
(Aspekt O) 50
4.3.1 Daten-Diversität (Grad DOL) 50
4.3.2 Zeit-Diversität (Grad DOT) 52
4.4 Wirkungsdiversität
(Aspekt W, Grad DW)) 53
4.5 Diversität zur Toleranz mehrfacher Fehler
(Aspekt A) 54
4.5.1 Richtungsdiversität (Grad DA1) 57
4.5.2 Voterdiversität (Grad DA2) 59
4.6 Diversität in der Software-Umgebung
(Aspekt U) 61
4.6.1 Compiler-Diversität (Grad DC) 61
4.6.2 Betriebssystem-Diversität (Grad DB) 61
4.6.3 Hardware-Diversität (Grad DH) 61
4.6.3.1 Räumliche Diversität (Grad DH1) 61
4.6.3.2 Design-Diversität (Grad DH2) 61
5. Zusammenfassung der identifizierten
Fehlerklassen und Diversitätsgrade 62
6. Allgemeine Eigenschaften diversitärer Software 64
6.1 Systematische Auswirkung möglicher Fehler 64
6.2 Beherrschung von HW-Fehlern 66
6.2.1 Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 69
6.2.2 Lesespeicher (ROM) 71
6.2.3 Schreib-Lese-Speicher (RAM) 71
6.2.4 Ein- und Ausgabe 73
XII
6.2.5 Bus 73
6.2.6 Takteinheit, periphere Einheiten
(z.B. Energieversorgung, Lüfter) 74
6.2.7 Entscheidungsmechanismen (Voter) 74
6.2.8 Common Mode Fehler (CMF) 75
6.3 Gemeinsame Softwareteile 77
6.4 Prüffähigkeit diversitärer Software 79
6.5 Änderung und Ergänzung diversitärer Software
im Vergleich zu anderen Maßnahmen 82
6.5.1 Allgemeine Grundsätze 82
6.5.2 Korrektur eines während des Betriebes erkannten
Fehlers 85
6.5.3 Erweiterung der Funktionalität 85
6.6 Synchronisationsprobleme 86
6.7 Systemeigenschaften, die diversitäre Lösungen
verhindern 88
6.7.1 Einfache Systeme 88
6.7.2 Systeme, bei denen Änderungen durch den
jeweiligen Anwender vorherzusehen sind 89
6.8 Kosten diversitärer Software 90
6.8.1 Grundsätzliches 90
6.8.2 Entwurf diversitärer Software 90
6.8.3 Codierung diversitärer Software 91
6.8.4 Installierung diversitärer Software 92
6.8.5 Aufwand seitens des Kunden, der Behörde
oder des Gutachters 93
XIII
7. Entscheidungsstrategie für bzw.
gegen Software-Diversität 95
7.1 Einleitende Beschreibung der Problematik 95
7.2 Sicherheitsbetrachtungen 99
7.2.1 Qualitative Sicherheitslassifikation 99
7.2.2 Quantitative Risiko-Betrachtungen 101
7.2.3 Beispiel 104
7.2.4 Abschätzung der Versagenswahrscheinlichkeit. . 108
7.3 Kostenbetrachtungen 109
7.3.1 Allgemeine Kostenannahmen 110
7.3.2 Der Begriff der Testbarkeit 113
7.3.3 Beispiele 114
7.4 Abhängigkeit bei identischem Fehlverhalten 115
7.4.1 Theoretische Betrachtung
der Versagensabhängigkeit 116
7.4.2 Die Wirkung gemeinsamer Entwicklungsmethoden
auf die Versagenabhängigkeit 119
7.4.3 Die Wirkung der Informationsreduktion
auf die Versagensabhängigkeit 127
7.5 Entscheidungsstrategie 129
7.5.1 Allgemeine Modellannahmen 130
7.5.2 Optimale Entscheidung 132
7.5.3 Beispiele 136
XTV
8. Anleitungen zum Einsatz von Software - Diversität 143
8.1 Einleitung 143
8.2 Preliminäre Überlegungen zur Eignung von Diversität
(I. Klasse) 144
8.2.1 Prinzipielle System-Eigenschaften
(Unterklasse 1.1) 144
8.2.2 Verfügbarkeitsanforderungen
(Unterklasse 1.2) 144
8.2.3 Diversitätsarchitekturen
(Unterklasse 1.3) 145
8.3 Identifikation geeigneter Diversitätsgrade
(II. Klasse) 146
8.3.1 In Frage kommende Diversitätsaspekte
(Unterklasse II.l) 146
8.3.2 Abhängigkeit der Diversitätsentscheidungen
(Unterklasse II.2) 146
8.3.3 Kostensaspekte
(Unterklasse II.3) 147
8.4 Entscheidung über Diversität
(HI. Klasse) 147
8.4.1 Risikobetrachtungen
(Unterklasse III.l) 148
8.4.2 Testbarkeitsanalyse
(Unterklasse III.2) 148
8.4.3 Abhängigkeit diversitärer Versionen
(Unterklasse III.3) 149
XV
8.5 Empfehlungen vor, während und nach
der diversitären Entwicklung (IV. Klasse) 149
8.5.1 Empfehlungen vor der Diversitätsentwicklung
(Unterklasse IV.l) 149
8.5.2 Empfehlungen zur Diversitätsentwicklung
(Unterklasse IV.2) 150
8.5.3 Empfehlungen für die Zeit
nach der Diversitätsentwicklung (Unterklasse IV.3)150
8.6 Zusammenfassung der Kichtlinien 152
9. Schlußbemerkungen 154
10. Literaturhinweise 156
10.1 Veröffentlichte Forschungsergebnisse 156
10.2 Nonnen und Vornormen 164
10.3 Arbeiten des SC65A des IEC Kommitee Nr.65:
Arbeitsgruppen 9 und 10 168
11. Verzeichnis der Bilder und Tabellen 169
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Inhaltsverzeichnis
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Bibliotheksmagazin
| Signatur: |
0001 79 A 940-664
Lageplan |
|---|---|
| Exemplar 1 | Ausleihbar Am Standort |
Handapparate (nicht verfügbar)
| Signatur: |
0840 02.2048.93
Lageplan |
|---|---|
| Exemplar 1 | Dauerhaft ausgeliehen Ausgeliehen |