4-4 独特码的安全性

　　对于要害系统，意外故障往往会导致灾难性后果。基于安全性第一原理和隔离、失效、不相容等安全策略设计的要害系统保险装置，将这类系统与外界直接接触的安全性关键件的数量减少到最小，从而减少了可能诱发安全问题的环节，可提高系统的安全性。独特码是保险装置的关键组成部分，在正常情况下，保险装置一直处于保险状态，只有在收到要求系统正常工作的正确独特码以后，保险装置才会解除保险。独特码的安全性是保险装置安全性的关键，如何确保独特码的安全性是至关重要的。

　　独特码的安全性是指抗自然异常环境的安全性，并不考虑恶意的人为因素的影响。这里的自然异常环境是指非人类的意图作用、也不受人类影响的自然恶性事故形成的环境。独特码是一种特殊的编码，在正常或异常环境中，在无意识或随机的情况下，独特码被模拟或复制产生的可能性非常小。依据文献对独特码安全性的数学基础和独特码工程实现中的安全性进行了深入的研究。选择独特码出现概率的最大值作为其安全性的度量，分别在假设码元独立和码元一阶相关的条件下，将二元码序列等效于码长n重贝努利试验过程和一阶马尔科夫序列，由此建立二元码出现概率的数学模型，通过求解模型所描述的约束非线性整数规划问题，得到当独特码具备码元和码元对的均衡性时，其最大出现概率最小。为尽量避免独特码呈现出与自然现象相类似的重复性、对称性、规律性等等，最大可能地减少各种隐患使独特码实际出现概率的增大，从工程实现的角度分析独特码的安全性，讨论了游程分布、码内部的重复现象对出现概率的影响，以及独特码码长与要求的最小概率之间的关系。由此得到满足安全要求的独特码应具备的8个安全性性质。

　　由于完全具备所有安全性性质的独特码并不存在，为产生独特码，提出了分级编码方法，编码过程实现严格筛选和综合优选2种功能，先根据性质，确定严格筛选的准则，进行筛选，然后选择合适的优选准则对筛选结果进行综合优选，使最终得到的独特码较好地具备这些安全性性质。以24比特独特码为算例，得到138个独特码。另外，有些系统往往需要同时使用多个独特码，这就需要保证同时使用的独特码之间的相似度最小。采用聚类和综合择优的思想，提出了一种在独特码码集中选择多个可同时使用综合聚类选择法，并举例产生了几组可同时使用的24位独特码。

　　利用线性复杂度和游程的分布对独特码进行了随机性检验，结果表明通过分级编码方法产生的独特码具有较好的随机性。利用Visual C⁺⁺6.0开发工具，初步研制了独特码的生成软件，实现了独特码的编码、同时使用独特码的选择、独特码的特性分析等功能。