随着信息化设备的应用越来越多,网络安全漏洞导致的信息系统破坏事件也逐渐增多,信息系统的网络安全问题因此得到越来越多的重视。为了提前发现信息系统中的安全漏洞,增强信息系统的安全防御,各国政府和组织开始对信息系统达到的网络安全标准进行评估,并提出了一系列的信息系统等级保护测评标准。测试方法作为我国等级保护测评方法中的重要组成部分,需要在实际环境中对设备的功能进行测试,且测试用例集的规模会随着信息系统中设备数量的增加而急剧增长。然而,受限于测试资源和测试时间,现有方法很难对复杂的信息系统执行全部的测试用例。因此,本文研究了安全设备功能测试的测试用例优化问题,提出了面向安全测试的测试用例集约简方案和测试用例优先级排序方案,进而设计并实现了面向安全测试的测试用例生成与优化系统,在确保安全测试覆盖面的前提下降低测试用例的规模。具体地,本文所做的工作如下所述:(1)针对安全设备功能测试的测试用例集中存在冗余测试用例的问题,本文首先建立了信息系统的网络模型,提出了安全设备防御范围的计算方法和测试拓扑的生成方法,然后通过基于业务功能和环境要求的测试用例集初级约简方案或基于最大覆盖范围的测试用例集深度约简方案对安全设备防御范围内的设备进行筛选,可以在保证提供安全设备功能测试所必需的测试对象的条件下尽可能地对测试用例集进行约简。(2)针对安全设备功能测试的测试用例优先级排序的问题,本文设计了基于安全功能重要性的优先级排序方案和基于威胁覆盖的优先级排序方案,并通过借鉴软件测试领域的平均缺陷检测率的概念,提出了两个面向安全测试的测试用例优先级排序效果指标安全功能重要性覆盖速率和安全威胁覆盖速率,并基于两个指标分别分析了基于安全功能重要性的优先级排序方案对于提高测试用例对安全功能重要性覆盖速率的效果和基于威胁覆盖的优先级排序方案对于提高测试用例对安全威胁覆盖速率的效果。(3)为了验证本文提出的测试用例集约简方案和测试用例优先级排序方案的有效性,本文设计并实现了一个面向安全测试的测试用例生成与优化的原型系统,详细描述了系统的结构设计、数据表设计和各个模块的具体实现,并对系统的主要功能进行了测试。测试结果证明了原型系统中测试用例集功能和测试用例优先级排序功能的有效性。