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分離論理を用いたソフトウェア検証の発展

Research Project

Project/Area Number 21H03421
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 60050:Software-related
Research InstitutionNational Institute of Informatics

Principal Investigator

龍田 真  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 教授 (80216994)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中澤 巧爾  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (80362581)
木村 大輔  東邦大学, 理学部, 講師 (90455197)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Keywordsソフトウェア検証 / ソフトウェア解析 / 分離論理 / メモリ安全性
Outline of Research at the Start

ソフトウェア検証理論として近年よい理論(オハーン理論)が提案され理論的にも実用的にも成功しているが, 精度がまだ不十分である. 本研究の大目的は, オハーン理論を発展させることにより高精度なソフトウェア検証を可能にする新理論を構築することである. 本研究の目的は, オハーン理論に一般的述語, 配列, 算術を追加した論理体系に対して, 関数の再帰呼出しを追加し, 再帰データを追加し, また, 関数ポインタ呼出しを追加し, またそれらのアルゴリズムの効率を実装実験により証拠付けることである. この実装システムを用いてOpenSSLおよびgitのCコードのメモリー安全性を検証する.

Outline of Annual Research Achievements

本研究の大目標は, オハーン理論に一般帰納的述語, 配列, 算術を追加した論理体系に対して, 再帰呼出し, 再帰データ, 関数ポインタを追加し, 大規模なシステムソフトウェアを解析/検証する}ことができる理論を確立し, その理論に基づいて解析/検証システムをパソコン上に実装することであった. 研究成果は, オハーン理論に一般帰納的述語, 配列, 算術を追加した論理体系に対して, 精密なメモリモデルの理論および再帰データ, 間接参照を追加した論理体系をまず構築し, これをほぼ実装した. また, この理論全体に関連して, 循環証明体系の計算の複雑性を明らかにした.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

オハーン理論に一般帰納的述語, 配列, 算術を追加した論理体系に対して,精密なメモリモデルの理論および再帰データ, 間接参照を追加した論理体系をまず構築し, これをほぼ実装した. また, この理論全体に関連して, 循環証明体系の計算の複雑性を明らかにした. 以上により進捗はおおむね良好であるといえる.

Strategy for Future Research Activity

オハーン理論に一般帰納的述語, 配列, 算術を追加した論理体系に対して, 再帰呼出し, 再帰データ, 関数ポインタを追加し, 大規模なシステムソフトウェアを解析/検証する}ことができる理論を確立し, その理論に基づいて解析/検証システムをパソコン上に実装する研究をさらに進める. ループ解析の精度が必要であることがわかってきたので, 抽象解釈の技法を取り入れてループ解析を高精度化する.

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (2 results)

  • [Int'l Joint Research] トリノ大(イタリア)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] シンガポール大(シンガポール)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] ソウル大(韓国)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] トリノ大(イタリア)

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] ソウル大(韓国)

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] シンガポール大(シンガポール)

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] 帰納法に関する推論の計算複雑性2023

    • Author(s)
      伊藤 宗平, 龍田 真
    • Journal Title

      Proceedings of the 24th JSSST Workshop on Programming and Programming Languages (PPL2023)

      Volume: 1

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 帰納的推論の計算複雑性2022

    • Author(s)
      伊藤 宗平, 龍田 真
    • Journal Title

      ソフトウェア科学会第39回大会論文集

      Volume: 1

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Biabduction for Separation Logic with Arrays and Lists2022

    • Author(s)
      Daisuke Kimura, Makoto Tatsuta, Mahmudul Faisal Al Ameen, oji Nakazawa, and Mirai Ikebuchi
    • Journal Title

      Biabduction for Separation Logic with Arrays and Lists

      Volume: 1

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Decidability for Entailments of Symbolic Heaps with Arrays2021

    • Author(s)
      Daisuke Kimura, Makoto Tatsuta
    • Journal Title

      Logical Methods in Computer Science

      Volume: 17 (2)

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Function Pointer Eliminator for C Programs2021

    • Author(s)
      Daisuke Kimura, Mahmudul Faisal Al Ameen, Makoto Tatsuta, and Koji Nakazawa
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 13008 Pages: 23-37

    • DOI

      10.1007/978-3-030-89051-3_2

    • ISBN
      9783030890506, 9783030890513
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Brotherston's Conjecture: Equivalence of Inductive Definitions and Cyclic Proofs2022

    • Author(s)
      Makoto Tatsuta
    • Organizer
      九州大学 論理と計算セミナー
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 帰納的定義付き一階述語論理の循環証明体系におけるカット除去2021

    • Author(s)
      益岡幸弘, 龍田真
    • Organizer
      記号論理学と情報科学研究集会(SLACS 2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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