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2019 Fiscal Year Annual Research Report

準パススルー型仮想マシンモニタに関する研究

Research Project

Project/Area Number 16H02798
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

品川 高廣  東京大学, 情報基盤センター, 准教授 (40361745)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2021-03-31
Keywords仮想化技術
Outline of Annual Research Achievements

今年度は準パススルー型仮想マシンモニタを応用した以下の3つのテーマに関して研究をおこなった。
・I/Oレベルのフォルトインジェクションによるデバイスドライバの信頼性向上:ネステッド仮想化によりハイパーバイザのデバイスドライバが発行するI/Oに対するフォルトインジェクションにより信頼性検査をおこなう手法の評価をさらに進めた。特にIOMMU部分の検査手法に関する研究を進め、手法の実現可能性に目処が付き、実際に実現可能であることを概ね確認した。
・ネステッド仮想化による仮想マシンのリフレッシュ:ネステッド仮想化とハードウェア分割の組み合わせにより、ハイパーバイザを1台のマシン上で一時的に2つ動作させてVMライブマイグレーションすることでハイパーバイザの再起動によるリフレッシュを可能にしつつ、リフレッシュ完了前後に脱仮想化をおこなうことで通常稼働時のオーバーヘッドをゼロにする手法を実現した。一度マイグレーションしたVMをもとのマシンに戻す実装の完成度を高める必要性があることがわかった。
・ストレージデータに対するディープラーニングによるセキュリティ向上:ハイパーバイザでセクタ単位でストレージへの書き込みを捉えつつ、事前にディープラーニングで学習した結果を用いることで、OS非依存でマルウェア検知をおこなう手法に関する研究を進めた。モデルの工夫により、知られている中では最も高い精度でマルウェアを検知できることを確認した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度の研究実施計画で記載した内容は計画通りおおむね順調に推移し、いずれのテーマにおいても、あとは詳細な評価をおこなって論文化すればよい段階に達している。

Strategy for Future Research Activity

・I/Oレベルのフォルトインジェクションによるデバイスドライバの信頼性向上
特にIOMMUまわりに特化してさらなるバグの発見を目指す。
・ネステッド仮想化による仮想マシンのリフレッシュ
マイグレーションの安定化及び新しいマシンへの移植をおこなって、詳細な評価実験により有効性を検証する。
・ストレージデータに対するディープラーニングによるセキュリティ向上
ストレージからデータを抽出する手法をブラッシュアップするとともに、マルウェア検知精度のさらなる向上を目指す。

  • Research Products

    (4 results)

All 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Practical Quick File Server Migration2020

    • Author(s)
      Matsuzawa Keiichi、Hayasaka Mitsuo、Shinagawa Takahiro
    • Journal Title

      ACM Transactions on Storage

      Volume: 16 Pages: 1~30

    • DOI

      10.1145/3377322

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multi-resource Low-Latency Cluster Scheduling without Execution Time Estimation2020

    • Author(s)
      Hidehito Yabuuchi, Takahiro Shinagawa
    • Journal Title

      20th IEEE/ACM International Symposium on Cluster, Cloud and Internet Computing (CCGRID)

      Volume: - Pages: 310-319

    • DOI

      10.1109/CCGrid49817.2020.00-62

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A robust and flexible operating system compatibility architecture2020

    • Author(s)
      Saeki Takaya、Nishiwaki Yuichi、Shinagawa Takahiro、Honiden Shinichi
    • Journal Title

      In Proceedings of the 16th ACM SIGPLAN/SIGOPS International Conference on Virtual Execution Environments (VEE 2020)

      Volume: - Pages: 129-142

    • DOI

      10.1145/3381052.3381327

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ハードウェアウェアによるメモリ監視を強制するための IOMMU 保護機構2019

    • Author(s)
      荻野堯, 味曽野雅史, 品川高廣
    • Organizer
      第31回コンピュータシステム・シンポジウム (ComSys2019)

URL: 

Published: 2021-01-27  

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