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“可信软件基础研究”重大研究计划2014年度项目指南

日期 2014-07-22   来源:   作者:  【 】   【打印】   【关闭

  本重大研究计划以国家关键应用领域中软件可信性问题为主攻目标,分析、研究和解决相关科学问题,在嵌入式软件和基于网络的大型应用软件中开展示范应用,为改善国家重大工程中的软件可信性提供科学支撑。

  一、科学目标

  针对国家信息化发展和重大工程应用对可信软件的战略需求,采用理论研究和实证研究相结合的方法,揭示软件可信和环境可信的失效、度量和演化的基本规律,建立可信软件及其环境构造与验证、演化与控制的方法和关键技术体系,研究可信软件开发工具和运行支撑平台及环境,并在典型的嵌入式软件和基于网络的大型应用软件中进行验证和示范,促进软件从传统的单一度量理论到综合性的可信度量理论及其构造方法的集成升华,提高我国在可信软件领域的原始创新能力和国际影响力,为国家相关重大计划和工程的可信软件研发提供科学支撑,培养一批高水平的研究人才,促进我国软件产业的崛起和发展。

  二、核心科学问题

  本重大研究计划主要围绕以下4个核心科学问题组织实施:

  (一)软件可信性度量、建模与预测。

  1. 软件可信性度量。

  研究软件缺陷与可信性的内在联系、软件缺陷预测和缺陷分布规律;研究多维可信属性的多尺度量化指标系统、度量和评估机制及测评体系;研究可信属性之间的交互关系及可能的涌现特征,包括多个属性/综合属性的局部/全局相容与失配等;建立可信软件度量的技术标准或管理标准方案。

  2. 软件可信性的演化与预测。

  研究软件可信性相关数据的收集、分析和知识挖掘方法;研究软件在环境和自身演化下可信性的演化规律,以及软件在线演化的基础理论;研究基于软件行为的软件可信性增长和面向威胁的在线评估与预测理论。

  3.可信软件的风险及过程管理。

  研究可信软件生命周期的风险识别、评估、管理和控制模式及方法;研究可信软件过程的属性和度量框架以及相应的量化控制和度量评估方法;研究适应分布性、敏捷性和过程资产复用性等需求的可信软件过程建模、定制、仿真和优化方法;研究可信软件中“人-信息系统”交互作用及优化机理。

  (二)可信软件的构造与验证。

  1. 可信软件的程序理论与方法学。

  研究软件行为可信特征空间的概念模型及形式化体系,包括程序的近似和渐近正确性理论,以及刻画软件的近似可信性与演化可信性理论;针对可信软件形态的多样性、动态性和协同性,特别是数据与控制同时动态变化的新特征,研究网络环境下的可信软件系统形式化模型;研究软件系统集成的基础理论以及对可信性的影响的推理基础;从风险和病态角度,研究可信约束下的软件病态特征提取技术、软件病态及环境间的关系,以及相应的预测理论与控制方法;建立可信软件全周期开发方法学。

  2. 可信软件的需求工程。

  研究面向可信性的需求分析方法;研究基于社会的可信模型的需求工程方法;研究风险分析和可信性分析技术;研究软件可信性的性质获取与形式规约;研究多维异质非功能需求的冲突消解与完整性表述方式;探索基于领域知识的可信性分析方法和理论。

  3. 可信软件设计、构造与编译。

  研究可信软件设计的系统化科学体系,包括基于构件的可信软件的建模、构造方法与代码生成技术,面向服务的可信软件的建模、构造方法与代码生成技术,基于“面向方面技术”的可信软件的构造方法和代码生成技术;研究支持软件自演化的可信软件体系结构;研究可信程序设计的基础要素和语言设计,以及可信编译技术;研究算法可信性度量和可信算法设计的数学基础,针对典型科学计算问题,研究误差可控计算的基础算法等。

  4. 可信软件的验证与测试。

  研究复杂环境下嵌入式软件和开放环境中网络软件的形式建模和分析技术,以及可信软件的模型自动抽取技术;研究多层次可信软件可扩展形式验证方法和错误定位方法;研究面向可信性的测试策略和基于控制理论的自适应测试方法;研究基于模型和规约的可信软件测试技术;研究可信软件验证与测试的集成方法,以及基于测试和验证数据的可信性评估和预测方法。

  (三)可信软件的演化与控制。

  1. 可信软件运行监控机理。

  研究软件运行时环境变化和软件变化对可信性的影响;研究复杂开放环境下基于运行监控的可信软件模型和体系结构;研究面向可信软件演化特性的软件运行监控与保障机制。

  2. 软件可信性动态控制方法。

  研究软件运行时的行为监控与可信性监测、诊断、恢复方法,以及基于虚拟化环境软件系统故障范围控制和快速恢复方法与机制,包括基于动态控制更改的可信软件运行的自主管理机制和代码热维护关键技术、多维度监控的关注点分离技术,以及基于运行监控的可信性动态评估机制;研究网络计算环境的高可信支撑软件技术。

  (四)可信环境的构造与评估。

  1. 可信环境的数学理论与信任传递理论。

  研究支持可信计算的数学模型、形式化模型,构建可信计算的理论体系;研究可信网络计算的形式化模型,形成完整性保护的理论体系;研究信任链的建立与信任的传递机理,重点研究支持信任链建立与扩展的无干扰模型。

  2. 可信计算环境构造机理及方法。

  研究基于可信硬件层灵活扩展信任边界的体系结构,以及可信计算平台的完整性收集、度量、验证的体系结构和网络连接与认证的体系结构;研究可信计算与虚拟技术结合的新型可信虚拟平台架构,重点探索基于可信平台模块的虚拟平台安全体系结构以及可信平台模块的虚拟化技术;研究可信的安全多方计算环境的构造方法。

  3. 可信计算环境测评。

  研究适用于可信计算平台的安全评估模型;研究可信平台模块协议检测方法,包括可信计算平台安全功能测试、标准符合性测试、穿透性测试等技术,对认证、授权和平台证明协议的正确性、安全性和性能的验证提供支持。

  三、可信软件开发与运行保障的集成与验证

  在对上述核心科学问题研究的基础上,本重大研究计划进一步开展可信软件开发与运行保障的集成与验证研究,主要包括:

  (一)可信软件综合试验环境。

  研究和开发基于网络环境的可信软件构造与演化以及可信环境综合试验平台,通过在试验环境中部署典型可信软件案例对象、可信软件工具实验系统、可信虚拟机,将试验环境作为软件可信性相关数据的采集和共享平台、可信软件工具共享平台和关键技术验证平台。

  (二)高可信嵌入式软件系统试验验证环境。

  结合典型的实际应用,针对嵌入式软件系统中的可信性需求,综合集成高可信软件需求分析、设计、编码、验证、测试、监控、评估和维护等技术,研究开发高可信嵌入式软件系统的试验验证环境,并以典型案例示范的形式对集成技术及其有效性进行验证。

  (三)可信的网络应用软件系统试验验证环境。

  以网络应用为背景,针对网络软件系统的可信性和服务质量需求,综合集成可信网络软件及可信环境的需求分析、构造、验证、演化、监控和评测等技术,研制开发可信的网络应用软件系统的试验验证环境,并以典型案例示范的形式对集成技术及其有效性进行验证。

  四、2014年度拟资助的研究项目

  本重大研究计划2007年启动,至今已资助“培育项目”73项、“重点支持项目”18项和“集成项目”5项。

  2014年项目指南的立项宗旨是:面向本重大研究计划结题验收,重点围绕上述四个核心科学问题和三个集成验证环境,基于前期项目研究基础和成果积累,开展必要的项目深化和成果提升研究,进一步完善可信软件理论体系,建立健全可信软件综合试验平台,继续深化嵌入式软件系统和网络应用等领域的示范应用,推进项目整体优化完善、成果集成升华和绩效综合展现,提高重大研究计划成果的科学性、前瞻性、系统性和实效性,为重大研究计划结题验收奠定坚实的基础。

  2014年拟对具备较好前期研究基础和成果积累、并且具有较好研究潜力的项目进行滚动提升,通过深入研究能够在可信软件基础理论或核心技术方面取得重要突破,或者通过集成成果能够提升可信软件综合试验平台的展示水平,或者通过深化应用能够面向国家重大信息化工程应用产生显著效益,切实提高本重大研究计划的整体绩效。

  2014年度计划资助经费约1000万元,拟对滚动提升的项目以“重点支持项目”形式资助5-10项,资助强度每项100-200万元,资助期限为2年。

  五、遴选项目的基本原则

  围绕核心科学问题,本重大研究计划鼓励:

  (一)具有原始创新思路和独具特色的研究。

  (二)与应用单位紧密合作、具有重大应用背景的研究。

  (三)跨学科交叉的研究。

  (四)具有良好国际合作基础的研究。

  六、申报要求及注意事项

  (一)申请条件。

  本重大研究计划项目申请人应当具备以下条件:

  1. 具有承担基础研究课题的经历;

  2. 具有高级专业技术职务(职称)。

  正在博士后流动站或者工作站内从事研究、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的科学技术人员均不得申请。

  (二)限项规定。

  1. 具有高级专业技术职务(职称)的人员,申请或者参与申请本次重大研究计划项目与处于评审阶段(申请和参与申请的项目在自然科学基金委做出资助与否决定之前)和正在承担(包括负责人和主要参与者)的以下类型项目合计限为3项:面上项目、重点项目、重大项目、重大研究计划项目(不包括集成项目和指导专家组调研项目)、联合基金项目(指同一名称联合基金项目)、青年科学基金项目、地区科学基金项目、优秀青年科学基金项目、国家杰出青年科学基金项目(申请时不限项)、国际(地区)合作研究项目(特殊说明的除外)、科学仪器基础研究专款项目、国家重大科研仪器设备研制专项项目、国家重大科研仪器研制项目、优秀国家重点实验室研究项目,以及资助期限超过1年的委主任基金项目和科学部主任基金项目等。

  2. 申请人(不含参与者)同年只能申请1项重大研究计划项目。上一年度获得重大研究计划项目资助的项目负责人(不包括集成项目和指导专家组调研项目),本年度不得再申请重大研究计划项目。

  (三)申请注意事项。

  本重大研究计划旨在将相关领域研究进行战略性的方向引导和优势整合,成为一个协调的综合“项目群”。申请书须具有明确的关键科学问题,并应论述与项目指南最接近的科学问题的关系,以及对解决核心科学问题和实现项目总体目标的贡献。

  1. 项目申请接收与受理。

  (1)本重大研究计划申请书报送日期为2014年8月25-29日16时。申请书由国家自然科学基金委委员会项目材料接收工作组负责接收。

  通讯地址:北京市海淀区双清路83号国家自然科学基金委员会项目材料接收工作组(行政楼101房间)

  邮  编:100085

  联系电话:010-62328591

  (2)本重大研究计划重点支持项目的申请书中研究期限应填写“2015年1月-2016年12月”;

  重点支持项目合作研究单位不得超过2个。

  (3)申请书由信息科学部负责受理。

  2. 申请人注意事项。

  本重大研究计划采用在线撰写申请书方式,对申请人具体要求如下:

  (1)申请人在填报申请书前,应当认真阅读本项目指南,不符合项目指南的申请项目不予受理。

  申请书应符合本重大研究计划的实施原则,并明确论述对解决本重大研究计划的核心科学问题、深化典型示范应用和实现本重大研究计划总体目标的突出贡献。

  (2)申请人应根据本重大研究计划拟解决的具体科学问题和项目指南公布的拟资助研究方向,在认真总结和系统梳理本重大研究计划已有相关成果和进展、明确新的提升突破点的基础上,自行拟定项目名称、科学目标、研究内容、技术路线和相应的研究经费等。

  (3)申请人向依托单位索取用户名和密码,登录ISIS系统,申请书中的资助类别选择“重大研究计划”,亚类说明选择“重点支持项目”,附注说明选择“可信软件基础研究”,根据申请的具体研究内容选择相应的申请代码。以上选择不准确或者未选择的项目申请将不予受理。

  (4)申请书的报告正文应当按照重大研究计划正文提纲撰写,如果申请人已经承担与本重大研究计划相关的国家其他科技计划项目,应当在报告正文的“研究基础”部分论述申请项目与其他相关项目的区别与联系。

  (5) 申请人完成申请书撰写后,在线提交电子申请书,下载并打印最终PDF版本申请书,向依托单位提交签字后的纸质申请书原件。

  (6)申请人应保证纸质申请书与电子版内容一致。

  3. 依托单位注意事项。

  依托单位应对本单位申请人所提交申请材料的真实性和完整性进行审核,并在规定时间内将申请材料报送自然科学基金委。具体要求如下:

  (1)依托单位应在自然科学基金委规定的项目申请截止日前提交本单位电子申请书及附件材料,并统一报送经单位签字盖章后的纸质申请书原件(一式一份)以及要求报送的纸质附件材料。

  (2)依托单位报送纸质申请材料时,还应包括本单位公函和申请项目清单,材料不完整不予接收。

  (3)依托单位提交电子申请书时,应通过ISIS系统逐项确认。

  (4)依托单位可将纸质申请书直接送达或者邮寄至材料

  接收工作组。采用邮寄方式的,请在项目申请截止日期前(以发信邮戳日期为准)以快递方式邮寄,并在信封左下角注明“重大研究计划项目申请材料”。请勿使用邮政包裹,以免延误申请。

  (四)其他注意事项。

  1. 为实现重大研究计划总体科学目标和多学科集成,获得资助的项目负责人应承诺遵守相关数据和资料管理与共享的规定。

  2. 为加强项目的学术交流,促进项目围绕重大研究计划目标研究和多学科交叉与集成,本重大研究计划每年将举办一次资助项目的年度学术交流会,并不定期地组织相关领域的学术研讨会。获资助项目负责人有义务参加这些学术活动。

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