2016 Fiscal Year Research-status Report
髙い柔軟性を有したクラウドBFTレプリケーションシステムの実現
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16K16035
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
中村 純哉 豊橋技術科学大学, 情報メディア基盤センター, 助教 (60739746)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | BFTレプリケーション / クラウド / ビザンチン合意 / 分散システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、近年になって新しく出現したコンピューティング環境であるクラウドインフラストラクチャに適したBFTレプリケーションを実現するために必要となる、新しいBFTアルゴリズムの開発を目的とする。具体的には、従来のBFTレプリケーションアルゴリズムではできなかった、レプリケーションを構成するノードの数や配置を動的に変更できる機能の実現を目指す。これにより攻撃の脅威度に応じた故障耐性の変更が可能になり、計算リソースや電力の有効利用が可能になる。
研究の初年度となる2016年度では、開発するBFTアルゴリズムの基盤になると見込まれるいくつかのアルゴリズムとその実装について調査を行なった。なかでも Mod-SMaRt アルゴリズムとそのJava言語による実装である BFT-SMaRt について、調査の結果次のことがわかった。1. Mod-SMaRt アルゴリズムは新しく考案するアルゴリズムの基盤として十分な性能を持っている。2. BFT-SMart は一部改善の必要が認められるものの、十分に実用的なコード品質と性能を有している。
また、研究で対象とするクラウドインフラストラクチャとして、Amazon AWS, Microsoft Azure, Google Computing Platformについて調査を行なった。特に本研究課題で重要となる仮想マシンの動的な生成や削除機能については、テストプログラムの作成やクラウド統合管理ライブラリ libcloud の試用を行い、本課題の実施にあたって必要となる知識・技術を身につけることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本研究課題の申請時点の計画では初年度中にクラウド環境に適した分散アルゴリズムの問題定義・設計・正当性の証明まで完了する予定だった。しかしながら、その計画から大きく遅れている。進捗遅延の原因としては、申請者が所属する部署のスタッフについて当初想定していなかった人事異動が発生したために研究活動にかけられる時間が減り、想定していたエフォートを割くことができなかったがことが原因である。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定よりも進捗が遅れていることから、最終年度である平成29年度中に本研究課題の目標を達成できるよう研究計画を変更する。具体的には、元々はクラウドインフラストラクチャに適したBFTアルゴリズムを新しく設計し実装するという計画だったがそれを改め、既存のBFTレプリケーションの実装である BFT-SMaRt を拡張する形で、動的にレプリケーション構成を変更可能なBFTレプケーションの実現を目指す。
上述の方針のもと、平成29年度は次のように研究を進める。1. BFT-SMaRt が備えるレプリケーション構成変更機能についてコードレベルの調査を行い、機能把握を行う。2. プログラムの外からレプリケーション構成を自由に変更する機能を BFT-SMaRt に実装する。3. クラウドインフラストラクチャ上に BFT-SMaRt のレプリカ（仮想マシン）を自動的に作成・削除する機能を実装する。4. クラウドインフラストラクチャ上に BFT-SMaRt によるBFTレプリケーション環境を構築し、その性能や機能について評価実験を行う。5. 得られた結果をまとめ研究成果を対外発表する。
また、以上の過程において BFT-SMaRt や、その中で使われている分散アルゴリズム Mod-SMaRt の機能やアルゴリズム仕様が不十分であるとわかった場合には、随時アルゴリズムやソースコードの修正を実施する。
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| Causes of Carryover |
当初想定した研究計画よりも進捗が遅れたことから、計画通りに研究費を執行することができなかった。特にBFTレプリケーションプログラムの開発とテストを行うことを想定して確保していた「物品費」と「その他」について、その影響が大きい。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
前年度に執行できなかった残額について、基本的には2017年度に時期をずらして予定通り執行する。また一部の費目について、研究の遅れを改善できるような用途への転換を検討する。
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