Fehlerpfade

Fehlerpfade bezeichnen in der System- und Softwaretechnik die Abfolge von Ereignissen, Zuständen oder Entscheidungen, die zu einem fehlerhaften oder unerwarteten Zustand eines Systems führen. Sie entstehen durch konkrete Eingaben, Timing-Fehler oder Randbedingungen und werden in der Fehleranalyse, Validierung sowie bei sicherheits- und Zuverlässigkeitsnachweisen betrachtet. Fehlerpfade treten in Software, Hardware, eingebetteten Systemen und simulationsbasierten Umgebungen auf.

Zur Identifikation von Fehlerpfaden kommen verschiedene Methoden zum Einsatz. In der Praxis finden sich FMEA (Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse), FTA (Fehlerbaum-Analyse), Modellprüfung (Model Checking) sowie statische und dynamische Code-Analysen. In der formalen Verifikation bezeichnet man Pfade eines Modells, die zu einem Fehlerzustand oder Verletzung von Sicherheitsregeln führen, als Fehlerpfade.

Der Zweck der Analyse besteht darin, kritische Pfade zu erkennen, Gegenmaßnahmen zu planen und Tests so zu gestalten, dass diese Pfade abgedeckt sind. Typische Gegenmaßnahmen umfassen stabilisierende Fehlerbehandlung, Eingabevalidierung, Redundanzen und Failover-Mechanismen. Durch die gezielte Abdeckung von Fehlerpfaden lassen sich robuste Systeme entwerfen und Sicherheits- sowie Zuverlässigkeitsnachweise verbessern.

Beispiele zeigen, wie Fehlerpfade sich aus einfachen Sequenzen ergeben: etwa drei aufeinanderfolgende falsche Anmeldungen führen zu Sperrung oder blockierendem Zustand, oder unachtsam konfigurierte Puffer können zu einem Absturz führen, wenn Eingaben nicht korrekt validiert werden. Wegen der Pfadexplosion in komplexen Systemen werden oft abstrahierte Pfade genutzt und risikoorientierte Priorisierung angewandt, um praktikabel relevante Fehlerpfade zu identifizieren.