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Evaluation of Risk and Soundness of Open Source Software

Research Project

Project/Area Number 18H04094
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 60:Information science, computer engineering, and related fields
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

井上 克郎  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (20168438)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 則裕  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (00582545)
眞鍋 雄貴 (真鍋雄貴)  福知山公立大学, 情報学部, 講師 (20625339)
松下 誠  大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (60304028)
石尾 隆  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (60452413)
岡野 浩三  信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (70252632)
ラウラ ガイコビナ・クラ  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (80749094)
崔 恩瀞  京都工芸繊維大学, 情報工学・人間科学系, 助教 (90755943)
神田 哲也  大阪大学, 情報科学研究科, 助教 (90780726)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥43,030,000 (Direct Cost: ¥33,100,000、Indirect Cost: ¥9,930,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Fiscal Year 2019: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2018: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Keywordsオープンソースソフトウェア / 類似性判定 / 情報工学およびその関連分野 / 情報科学 / エコシステム / コードクローン / 実行トレース / 深層学習 / ライセンス
Outline of Annual Research Achievements

オープンソースソフトウェア(OSS)のリスクや健全性を診断するための分析手法にに関する研究課題に対して、主に以下のような成果を得た。本課題を遂行するにあたり、国内はもとより国外の研究者とも積極的な情報交換を行い、国内外で積極的な成果発表を行った。
リファクタリングの見積もりに関する課題を解決するために、コードクローンをリファクタリングしたと仮定したときの削減可能ソースコード量を推定する手法を提案した。本手法はJDeodorantを用いてリファクタリング可能なコードクローンを特定し、削減可能なコード量が多いコードクローンから優先的にリファクタリングを行う。また本手法を用いて7つのオープンソースソフトウェア(OSS)に対して削減可能なソースコード量を推定したところ、平均して検出してコードクローンの総行数の6.9%であることが分かった。
実行トレース記録に使用される保存領域のサイズを開発者が制御可能で、かつデバッグに必要な命令の実行順序や変数の値を可能な限り網羅的に収集することを目的として、プログラム実行中に各命令が使用したデータを最新k回だけ保存する実行トレース記録手法を提案した。本手法はプログラムの各命令が使用したデータの最新の系列を、命令ごとに一定個数記録するような領域を個別に作成する。命令ごとに記録する個数を調整することで、開発者が保有する保存領域に応じた実行トレースの記録が可能となる。評価の結果、完全な実行トレースに対して1%程度のデータ記録量であっても、60%ないし74%の観測地点に対して完全な観測値を保存し、フィールドや配列に関するデータ依存の多くが追跡可能であることを確認した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

エコシステムを対象としたOSS分析に関して、詳細な分析をいくつかのテーマに沿って行った結果、着実な成果を得ることができた。具体的には、学術論文3篇をはじめ、国際学会にて12件の発表を行い、本課題の成果を国内外へ示すことができている。
研究実績の概要に記載した内容以外にも、類似プロジェクト分析においては、ソフトウェアの開発履歴から、マージコンフリクトの解消方法を判定するモデルを機械学習によって構築し、最大94%の割合で適切なマージコンフリクトの解消案を提案することができた。また既存のコードクローン検索ツールでは実現できなかった、検索条件を細かく制御できかつ高速に検索を行うことができるツールの開発に成功した。
また、効率よくバグ修正を行うためのバグレポートに含めるべき要素についての実証的評価や予測に関する研究を行ったり、バイトコードに対するコードクローン検出を行う際に、リファクタリングを行いコードを標準的な形に整形することに検出効率が向上することに関する研究も行った。さらに、複数のコードクローン出力結果の差分を視覚化し、コードクローン検出結果のツールやそのパラメータによる違いによる影響の分析についての研究を行った。
そのほかのテーマに関しても、分析手法の開発やツール等の作成など、順調に成果が出ており、その結果は論文や国際会議等でも発表済である。国内外の研究者との共同研究などを推進して、広い視野に立った研究を今後も進めていけると考えている。

Strategy for Future Research Activity

本年度では引き続き、OSSのエコシステムの分析や評価の種々の手法について、以下のそれぞれのテーマについて研究を行う。
類似プロジェクト分析に関しては、機械学習を行いた類似関数の判定方法に関して、特定のプロジェクトに対して局所最適化にならないよう、複数プロジェクトに対する精度向上の手法の導入やその評価を行い、より汎用的に用いることができる技術を確立する。同型のプログラム断片を効率よく発見するツールccgrepを開発し、OSSとして公開しているが、本ツールの一層の普及を目指すとともに、その効率や精度を他のコードクローン分析ツールと比較し、評価を行う。ファイル圧縮技術を用いた2つのファイル間の類似性判定を行うNCD法の開発では、自然語文章を取り扱えるようにするなど、より実用的に有用とするための技術を開発するとともに、実プロジェクト環境での評価を行う。
OSSのエコシステム分析においては、開発者の間のコミュニケーションの分析やプログラム文中に用いられるイディオムなどを行ってきている。本年度も引き続き開発者や開発プロジェクトの信頼性や効率の指標となりうるいろいろな指標に関してエコシステムの分析を行い、どのような特性がエコシステムやプロジェクトの成功に導くかの要素の特定を進める。OSSのコピーライト表記と実際のソフトウェアの貢献者との違いを検出する方法を提案し、実際にLinuxのカーネルにおいて大きな乖離が見られることを示してきた。この方法を洗練してツール化し、大規模な分析を行い、他のソフトウェアプロジェクトでの乖離を調査する。
その他、OSS等プログラムの実行時のデバッグ効率の向上のためのログ圧縮手法やソースコードの「良さ」の判定方法、コードクローンの効率的な圧縮方法、プログラムの静的な解析による振舞いの解析など、OSSの信頼性やリスクの評価に資する種々な研究を行う。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(66 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (60 results) (of which Int'l Joint Research: 29 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] コードクローンのリファクタリング可能性に基づいた削減可能ソースコード量の分析2019

    • Author(s)
      石津 卓也, 吉田 則裕, 崔 恩瀞, 井上 克郎
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: 60 Pages: 1051-1062

    • NAID

      170000150281

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An execution trace recording method using a limited size storage for Java.2019

    • Author(s)
      嶋利 一真, 石尾 隆, 井上 克郎
    • Journal Title

      Computer Software

      Volume: 36 Issue: 4 Pages: 107-113

    • DOI

      10.11309/jssst.36.4_107

    • NAID

      130007760393

    • ISSN
      0289-6540
    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identifying and predicting key features to support bug reporting2019

    • Author(s)
      Karim Md. Rejaul、Ihara Akinori、Choi Eunjong、Iida Hajimu
    • Journal Title

      Journal of Software: Evolution and Process

      Volume: 31 Pages: 1-24

    • DOI

      10.1002/smr.2184

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hierarchical Clustering of OSS License Statements toward Automatic Generation of License Rules2019

    • Author(s)
      Higashi Yunosuke、Ohira Masao、Kashiwa Yutaro、Manabe Yuki
    • Journal Title

      Journal of Information Processing

      Volume: 27 Issue: 0 Pages: 42-50

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.27.42

    • NAID

      130007580059

    • ISSN
      1882-6652
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fine-grained Block Clone Detection Based on Information Retrieval Techniques.2018

    • Author(s)
      横井 一輝, 崔 恩瀞, 吉田 則裕, 井上 克郎
    • Journal Title

      Computer Software

      Volume: 35 Issue: 4 Pages: 16-36

    • DOI

      10.11309/jssst.35.16

    • NAID

      130007552501

    • ISSN
      0289-6540
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    • Author(s)
      上村 恭平,森 彰,藤原 賢二,崔 恩瀞,飯田 元
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: 59 Pages: 1225-1239

    • NAID

      170000149456

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      Shogo Tokui, Norihiro Yoshida, Eunjong Choi, Katsuro Inoue
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      Kazuki Matsushima, Katsuro Inoue
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      14th International Workshop on Software Clones
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      Kozo Okano
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      宮本 裕也, 井上 克郎
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      宮本 裕也, 井上 克郎
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      ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム2019
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      Kazumasa Shimari, Takashi Ishio, Tetsuya Kanda, Katsuro Inoue
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      35th IEEE International Conference on Software Maintenance and Evolution
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      Tsuyoshi Mizouchi, Kazumasa Shimari, Takashi Ishio, Katsuro Inoue
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      Norihiro Yoshida, Seiya Numata, Eunjong Choi, Katsuro Inoue
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      The 3rd IEEE/ACM International Workshop on Refactoring (IWoR 2019)
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      Rin Karashima, Satoshi Harauchi, Shinpei Ogata, and Kozo Okano
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      Jonathan Komala, Tetsuya Kanda, Tsuyoshi Mizouchi, Katsuro Inoue
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      石津 卓也, 吉田 則裕, 崔 恩瀞, 井上 克郎
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Multilingual Detection of Code Clones Using ANTLR Grammar Definitions2018

    • Author(s)
      Yuichi Semura, Norihiro Yoshida, Eunjong Choi, Katsuro Inoue
    • Organizer
      The 25th Asia-Pacific Software Engineering Conference (APSEC 2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Poster: A Multi-Year Analysis of Students' Build Errors in Agile Software Development Educational Projects2018

    • Author(s)
      Erina Makihara, Hiroshi Igaki, Norihiro Yoshida, Kenji Fujiwara, Naoki Kawashima, Hajimu Iida
    • Organizer
      ACM/IEEE 40th International Conference on Software Engineering: Companion Proceedings (ICSE-Companion 2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Understanding Popularity Growth of Packages in JavaScript Package Ecosystem2018

    • Author(s)
      Shi Qiu, Raula Gaikovina Kula, Katsuro Inoue
    • Organizer
      3rd IEEE/ACIS International Conference on Big Data, Cloud Computing, and Data Science Engineering
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Use-Relationship Based Classification for Software Components2018

    • Author(s)
      Reishi Yokomori, Norihiro Yoshida, Masami Noro, Katsuro Inoue
    • Organizer
      The 6th International Workshop on Quantitative Approaches to Software Quality (QuASoQ 2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ウェブアプリケーション開発においての要求獲得のためのテスト記述支援環境の提案2018

    • Author(s)
      中地 祥剛, 崔 恩瀞, 飯田 元, 吉田 則裕
    • Organizer
      情報処理学会 第200回ソフトウェア工学研究発表会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] コードクローン検出が用いる局所性鋭敏型ハッシュに与えるパラメータ決定手法2018

    • Author(s)
      徳井 翔梧, 吉田 則裕, 崔 恩瀞, 井上 克郎
    • Organizer
      日本ソフトウェア科学会 第35回大会講演論文集
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] コード片のベクトル表現に基づく大規模コードクローン集合の特徴調査2018

    • Author(s)
      横井 一輝, 崔 恩瀞, 吉田 則裕, 井上 克郎
    • Organizer
      ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ドキュメントおけるマージコンフリクトの調査と分析2018

    • Author(s)
      白木秀弥, 神田哲也, 井上克郎
    • Organizer
      第25回 ソフトウェア工学の基礎ワークショップ
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] フェイズ検出を用いたプログラムの性能バグ発生の自動検知2018

    • Author(s)
      溝内 剛, 嶋利 一真, 石尾 隆, 神田 哲也, 井上 克郎
    • Organizer
      ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 機械学習システムにおける技術的負債について2018

    • Author(s)
      吉田 則裕
    • Organizer
      第1回機械学習工学ワークショップ(MLSE2018)論文集
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 構文定義記述を用いた多言語対応コードクローン検出ツールの改善2018

    • Author(s)
      瀬村 雄一, 吉田 則裕, 崔 恩瀞, 井上 克郎
    • Organizer
      電子情報通信学会ソフトウェアサイエンス研究会2018年7月研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 構文定義記述を用いた多言語対応コードクローン検出ツールの開発2018

    • Author(s)
      瀬村 雄一, 吉田 則裕, 崔 恩瀞, 井上 克郎
    • Organizer
      情報処理学会 第199回ソフトウェア工学研究発表会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 順伝播型ニューラルネットワークを用いた類似コードブロック検索の試み2018

    • Author(s)
      藤原 裕士, 崔 恩瀞, 吉田 則裕, 井上 克郎
    • Organizer
      ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 部分的な実行再現を目的とした実行トレース収集手法の調査2018

    • Author(s)
      嶋利 一真, 石尾 隆, 井上 克郎
    • Organizer
      ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 類似するコーディングパターンの利用状況調査ツールの提案2018

    • Author(s)
      小笠原康貴, 神田哲也, 井上克郎
    • Organizer
      電子情報通信学会ソフトウェアサイエンス研究会2018年7月研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Towards Smoother Library Migrations: A Look at Vulnerable Dependency Migrations at Function Level for npm JavaScript Packages2018

    • Author(s)
      Rodrigo Elizalde Zapata, Raula Gaikovina Kula and Bodin Chinthanet, Takashi Ishio. Kenichi Matsumoto. Akinori Ihara
    • Organizer
      2018 IEEE International Conference on Software Maintenance and Evolution
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] システム開発過程での変更の影響度から見る 安全解析手法の比較検討2018

    • Author(s)
      入江 琴子,片平 真史,石濱 直樹,柿本 和希,崔 恩瀞,飯田元
    • Organizer
      情報処理学会関西支部大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Maintaining third-party libraries through domain-specific category recommendations2018

    • Author(s)
      Daiki Katsuragawa, Akinori Ihara, Raula Gaikovina Kula and Kenichi Matsumoto,
    • Organizer
      IEEE/ACM 1st International Workshop on Software Health (SoHeal)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A generalized model for visualizing library popularity, adoption, and diffusion within a software ecosystem2018

    • Author(s)
      Raula Gaikovina Kula, Coen De Roover, Daniel M. German, Takashi Ishio and Katsuro Inoue
    • Organizer
      IEEE 25th International Conference on Software Analysis, Evolution and Reengineering
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-04-19  

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