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Rigorous and Efficient Library Compatibility Verification Method based on Runtime Information Analysis of Used Functions

Research Project

Project/Area Number 22K21279
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 1001:Information science, computer engineering, and related fields
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

Shimari Kazumasa  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (50964376)

Project Period (FY) 2022-08-31 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsソフトウェアテスト / 動的解析 / 依存関係 / ソフトウェア保守 / ソフトウェア工学
Outline of Research at the Start

本研究では,ライブラリバージョン更新の迅速な適用を目的として,テストの実行時情報を利用した厳密かつ効率的な互換性検証手法を確立する.具体的には,(1)ライブラリ呼出し文にデータ依存関係や制御依存関係のある変数状態の比較を行うことで,ライブラリ更新による影響の有無を厳密に検証する技術と,(2)自動テスト生成技術とテスト選択技術を応用した,ユーザが利用しているライブラリの機能に対する効率的なテスト技術を実現する.これら二つの技術によって,ユーザが利用しているライブラリの機能に応じた厳密かつ効率的な互換性検証手法を確立する.

Outline of Final Research Achievements

In this research, we developed a rigorous and efficient compatibility verification method using run-time information from tests for rapid application of library version updates.
Specifically, (1) the detection of incompatibility by rigorous execution trace comparison based on execution traces, including the path and value of execution within library methods, and (2) test case generation for the functions of the library used by the library clients using automatic test case generation techniques based on execution traces.
These two techniques enabled the generation of test cases for the functions used by library clients when the library version was updated and compatibility verification based on execution traces.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ライブラリは近年のソフトウェア開発において必要不可欠であり,バグや脆弱性の修正機能追加のために更新作業を迅速に行う必要がある.本研究で達成した厳密かつ効率的なライブラリの互換性検証手法により,ユーザの利用機能に特化して非互換性を迅速に発見してライブラリの更新を支援することができ,高品質なソフトウェア開発につながる.また利用機能に特化することで,ライブラリの非互換性の影響も受けにくく,互換性検証やそれに伴うライブラリ更新作業コストの減少も期待できる.

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Data Flow Visualization using Coding Patterns of Topic Communication in ROS Applications2024

    • Author(s)
      村田 優斗、石尾 隆、嶋利 一真、松本 健一
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      Volume: J107-D Issue: 7 Pages: 420-423

    • DOI

      10.14923/transinfj.2023JDL8011

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • Year and Date
      2024-07-01
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluating the effectiveness of size-limited execution trace with near-omniscient debugging2024

    • Author(s)
      Shimari Kazumasa、Ishio Takashi、Kanda Tetsuya、Inoue Katsuro
    • Journal Title

      Science of Computer Programming

      Volume: 236 Pages: 103117-103117

    • DOI

      10.1016/j.scico.2024.103117

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reliability Evaluation Framework for Obfuscating Transformations in Program Code.2023

    • Author(s)
      Tetsuya Kitaoka, Yuichiro Kanzaki, Takashi Ishio, Kazumasa Shimari, Kenichi Matsumoto
    • Journal Title

      Computer Software

      Volume: 40 Issue: 4 Pages: 4_37-4_46

    • DOI

      10.11309/jssst.40.4_37

    • ISSN
      0289-6540
    • Year and Date
      2023-10-25
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Test Case Generation for Python Libraries using Dependent Projects’ Test-Suites2024

    • Author(s)
      Keita Morisaki, Kazumasa Shimari, Takashi Ishio, Kenichi Matsumoto
    • Organizer
      7th Workshop on Validation, Analysis and Evolution of Software Tests
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comparing Execution Trace Using Merkle-Tree to Detect Backward Incompatibilities2024

    • Author(s)
      Atsuhito Yamaoka, Teyon son, Kazumasa Shimari, Takashi Ishio, Kenichi Matsumoto
    • Organizer
      International Conference on Software Analysis, Evolution and Reengineering
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Pythonプログラミング演習におけるプログラミング経験度とエラー修正時間の関係分析2024

    • Author(s)
      篠原 遼太郎,嶋利 一真,福島 和希,田中 慎之佑,石尾 隆,松本 健一
    • Organizer
      第216回ソフトウェア工学研究発表会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Towards Assessment of Practicality of Introductory Programming Course Using Vocabulary of Textbooks, Assignments, and Actual Projects2023

    • Author(s)
      Kazuki Fukushima, Takashi Ishio, Kazumasa Shimari, Kenichi Matsumoto
    • Organizer
      35th International Conference on Software Engineering Education and Training
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 確率モデルを用いた初学者向け構文エラー修正支援手法の検討2023

    • Author(s)
      田中 慎之佑,嶋利 一真,福島 和希,石尾 隆,松本 健一
    • Organizer
      第214回ソフトウェア工学研究発表会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] プログラミング演習におけるエラー自動解説の有用性の評価2023

    • Author(s)
      大和 祐介,石尾 隆,嶋利 一真,松本 健一
    • Organizer
      第213回ソフトウェア工学研究発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] コード難読化ツールの信頼性を評価するフレームワークの検討2022

    • Author(s)
      北岡 哲哉,神崎 雄一郎,石尾 隆,嶋利 一真,松本 健一
    • Organizer
      第29回ソフトウェア工学の基礎ワークショップ
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 2つのWebアプリケーション間の類似する操作対象の対応関係抽出2022

    • Author(s)
      内田 啓太,石尾 隆,嶋利 一真,松本 健一
    • Organizer
      第29回ソフトウェア工学の基礎ワークショップ
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 限られた資源を用いた効率的なデバッグ手法に関する研究2022

    • Author(s)
      嶋利 一真
    • Organizer
      第212回ソフトウェア工学研究発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Topic通信処理記述の解析によるROSアプリケーションのデータフローの可視化2022

    • Author(s)
      村田 優斗,石尾 隆,嶋利 一真,松本 健一
    • Organizer
      第212回ソフトウェア工学研究発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ObfusEval: Evaluating Reliability of Obfuscating Transformations2022

    • Author(s)
      Tetsuya Kitaoka, Yuichiro Kanzaki, Takashi Ishio, Kazumasa Shimari, Kenichi Matsumoto
    • Organizer
      Annual Computer Security Applications Conference
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2022-09-01   Modified: 2025-01-30  

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