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高レベル言語で記述されたソフトウェアの時相的・関係的仕様の検証

研究課題

研究課題/領域番号 16H05856
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 ソフトウェア
研究機関筑波大学

研究代表者

海野 広志  筑波大学, システム情報系, 准教授 (80569575)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2016年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワードプログラム検証 / プログラミング言語 / 関係的仕様 / 時相的仕様 / 依存リファインメント型 / ホーン節制約解消 / 不動点論理 / 帰納的定理証明 / 時相的・関係的仕様 / 述語制約解消 / 不変条件 / ランキング関数 / スコーレム関数 / リファインメント型 / 不動点制約解消 / 述語充足可能性判定 / 循環証明 / 依存型 / プログラム合成 / 動的論理 / 再帰データ型
研究成果の概要

本研究では、ソフトウェアの信頼性向上を目的とし、これまで研究代表者らが提案してきたリファインメント型システムやホーン節制約解消法といった高レベル言語のための検証理論とそれに基づく全自動検証ツールRCamlを発展させ、高レベルプログラムの関係的・時相的仕様検証を実現した。特に、関係的仕様検証が可能な(余)帰納的定理証明に基づくホーン節制約解消法および時相的仕様検証が可能な不動点論理制約解消法を世界で初めて実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で提案した高レベルプログラムの時相的・関係的検証のためのリファインメント型システム、不動点論理、動的論理といった検証理論・手法は、既存手法が扱えなかった高階関数や代数データ型といった発展的な言語機能を扱うことを可能とした。また、本研究では、提案した検証理論に基づき、高階関数型言語 OCaml のための検証ツール RCaml、不動点論理制約解消ツール MuVal、述語制約解消ツール PCSat の開発も行っており、今後これらのツールを実際のソフトウェア開発現場で実用可能なレベルまで発展させれば、ソフトウェアの信頼性向上に大きく貢献することが期待される。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Stevens Institute of Technology(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Verimag(France)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Yale University(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Probabilistic Inference for Predicate Constraint Satisfaction2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Satake, Hiroshi Unno, and Hinata Yanagi
    • 雑誌名

      Proceedings of the annual AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI 2020)

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temporal Verification of Programs via First-Order Fixpoint Logic2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi, Takeshi Nishikawa, Atsushi Igarashi, Hiroshi Unno
    • 雑誌名

      In Proceedings of the 26th International Symposium (SAS 2019), Lecture Notes in Computer Science

      巻: 11822 ページ: 413-436

    • DOI

      10.1007/978-3-030-32304-2_20

    • ISBN
      9783030323035, 9783030323042
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relatively Complete Refinement Type System for Verification of Higher-Order Non-deterministic Programs2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Unno, Yuki Satake, and Tachio Terauchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 45th ACM SIGPLAN-SIGACT Symposium on Principles of Programming Languages (POPL 2018), PACMPL

      巻: 2 号: POPL ページ: 1-29

    • DOI

      10.1145/3158100

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Propositional Dynamic Logic for Higher-Order Functional Programs2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Satake, Hiroshi Unno
    • 雑誌名

      Proceedings of CAV 2018, LNCS

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Fixpoint Logic and Dependent Effects for Temporal Property Verification2018

    • 著者名/発表者名
      Yoji Nanjo, Hiroshi Unno, Eric Koskinen, Tachio Terauchi
    • 雑誌名

      Proceedings of LICS 2018

      巻: 印刷中 ページ: 759-768

    • DOI

      10.1145/3209108.3209204

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Automating Induction for Solving Horn Clauses2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Unno, Sho Torii, Hiroki Sakamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of CAV 2017, LNCS

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Probabilistic Inference for Predicate Constraint Satisfaction2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Satake, Hiroshi Unno, and Hinata Yanagi
    • 学会等名
      The annual AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temporal Verification of Programs via First-Order Fixpoint Logic2019

    • 著者名/発表者名
      NaokiKobayashi, Takeshi Nishikawa, Atsushi Igarashi, Hiroshi Unno
    • 学会等名
      The 26th International Static Analysis Symposium (SAS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Belief Propagation for Predicate Satisfiability Checking(ポスター発表)2019

    • 著者名/発表者名
      柳 日向, 海野 広志
    • 学会等名
      第21回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Propositional Dynamic Logic for Higher-Order Functional Programs2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Satake, Hiroshi Unno
    • 学会等名
      第21回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A Fixpoint Logic and Dependent Effects for Temporal Property Verification2019

    • 著者名/発表者名
      Yoji Nanjo, Hiroshi Unno, Eric Koskinen, Tachio Terauchi
    • 学会等名
      第21回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Failure of Cut-Elimination in Cyclic Proofs of Separation Logic2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kimura, Koji Nakazawa, Tachio Terauchi, Hiroshi Unno
    • 学会等名
      第21回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Horn Clauses and Beyond for Relational and Temporal Program Verification2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Unno
    • 学会等名
      The 5th Workshop on Horn Clauses for Verification and Synthesis (HCVS'18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 一階不動点論理の循環証明体系とプログラム検証への応用2018

    • 著者名/発表者名
      南條 陽史, 海野 広志
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第35回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] On Cut-elimination in Cycle Proof Systems(ポスター発表)2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kimura, Koji Nakazawa, Tachio Terauchi, Hiroshi Unno
    • 学会等名
      The 16th Asian Symposium on Programming Languages and Systems (APLAS'18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On Cut-elimination in Cycle Proof Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kimura, Koji Nakazawa, Tachio Terauchi, Hiroshi Unno
    • 学会等名
      The 4th Workshop on New Ideas and Emerging Results (NIER'18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dependent Temporal Effects and Fixpoint Logic for Verification2018

    • 著者名/発表者名
      Yoji Nanjo, Hiroshi Unno, Eric Koskinen, Tachio Terauchi
    • 学会等名
      第20回プログラミングおよびプログラミング言語ワーク ショップ(PPL2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Relatively Complete Refinement Type System for Verification of Higher-Order Non-deterministic Programs2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Unno, Yuki Satake, Tachio Terauchi
    • 学会等名
      ACM Symposium on Principles of Programming Languages
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Propositional Dynamic Logic for Higher-Order Functional Programs2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Satake, Hiroshi Unno
    • 学会等名
      International Conference on Computer Aided Verification
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Fixpoint Logic and Dependent Effects for Temporal Property Verification2018

    • 著者名/発表者名
      Yoji Nanjo, Hiroshi Unno, Eric Koskinen, Tachio Terauchi
    • 学会等名
      ACM/IEEE Symposium on Logic in Computer Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 関係的仕様からの関数型プログラム合成2017

    • 著者名/発表者名
      中尾 收, 佐竹 佑規, 海野 広志
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第34回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 余帰納法に基づく定理証明の自動化2017

    • 著者名/発表者名
      四宮 誠一, 海野 広志
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第34回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Temporal Logics for Higher-Order Functional Programs based on Trace Semantics(ポスター発表)2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Satake, Hiroshi Unno
    • 学会等名
      第19回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ(PPL2017)
    • 発表場所
      華やぎの章 慶山(山梨県笛吹市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] A Horn Constraint Solver based on Inductive Theorem Proving(ポスター発表)2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Sakamoto, Sho Torii, Shu Nakao, Hiroshi Unno
    • 学会等名
      第19回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ(PPL2017)
    • 発表場所
      華やぎの章 慶山(山梨県笛吹市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Temporal Dependent Contracts for Higher-Order Functions2016

    • 著者名/発表者名
      佐竹 佑規, 海野 広志
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第33回大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-05-23  

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