Neue Verfahren zur maschinellen Analyse des Verhaltens von Protokollmaschinen anhand passiver Beobachtung

Zusammenfassung

Die Analyse protokollbasierter Datenkommunikation durch passive Analysatoren beschränkt sich heute meist auf die Prüfung der Nachrichtenkodierung, eine Validierung der Protokollprozeduren ist aktiven Testgeräten vorbehalten. In dieser Arbeit werden zwei neue Verfahren entwickelt, um korrektes Protokollverhalten allein durch passive Beobachtung, auch in Echtzeit, überprüfen zu können. Das erste Verfahren basiert auf einer exakten Spezifikation des beobachtbaren Sollverhaltens und verwendet unsicherheitsbehaftete Zustandsbeschreibungen, um sich auf einen laufenden Kommunikationsvorgang aufsynchronisieren zu können. Vollständigkeit und Korrektheit des Analyseverfahrens als wesentliche Qualitätkriterien werden nachgewiesen. Es kann die manuelle Sucharbeit nach Fehlerquellen um Größenordnungen reduzieren. Das zweite Verfahren umgeht den Bedarf nach einer Beschreibung des Sollverhaltens, indem es die Regeln eines Protokolls aus einer fehlerfreien Beispielkommunikation erlernt und auf zu analysierende Beobachtungen anwendet. Dieses Verfahren basiert auf zwei neuen Lernalgorithmen, einem zum effizienten Lernen optimaler endlicher Automaten und einem zur Ableitung arithmetischer Klassifikationsregeln, jeweils aus einer Stichprobe rein positiver Beispiele. Es kann zu minimalen Kosten auf neue Protokolle angewandt werden.