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ソフトウェアの安全性向上のための型理論

研究課題

研究課題/領域番号 17300003
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ソフトウエア
研究機関東北大学

研究代表者

小林 直樹  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (00262155)

研究分担者 住井 英二郎  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (00333550)
五十嵐 淳  京都大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (40323456)
寺内 多智弘  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教 (70447150)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
12,160千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 1,260千円)
2007年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2006年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2005年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワードプログラム検証 / プログラム解析 / 型理論 / 関数型プログラム / 並行プログラム / 情報流解析 / 型システム / デッドロック / 資源使用法解析 / プログラム等価性 / 線形最適化問題 / 割り込み / 双模倣 / プログラム変換 / XML
研究概要

本研究の目的は,ソフトウェアの信頼性向上のため,型理論などの数理科学的手法に基づいたプログラムの検証手法を発展させることにあった.特に,これまでの申請者らによる検証手法を改良・発展させ,現実のプログラムの検証を可能にすることに主眼をおいた.
3年間の主要な成果は以下のとおり.以下のいずれの研究においても実際にプログラム検証器のプロトタイプを作成し有効性を確認している.
1.関数型プログラムの検証手法
以前から,ファイルやメモリなどの計算資源を正しいプロトコルでアクセスするかどうかを検証するための資源使用法解析について研究を行っていたが,例外処理機構を扱っていないなど,実際のプログラミング言語とは開きがあった.そこで,従来の我々の検証手法を拡張し,例外処理機構に対応できるようにした.また,従来の型を用いた自動検証手法では,一般に解析精度が粗かったため,依存型の自動推論手法を考案することにより,精度のよい解析を自動で行えるようにした.
2.並行プログラムの検証手法
以前からπ計算を対象として,デッドロックなどの自動解析手法を研究していたが,実用化する上での解析精度,実際の言語が提供するプリミティブとの開きなどがあった.そこで,前者の問題をモデル検査などとの融合によって改善した.また,後者の問題に対処するため,ポインタや割り込みなどが入った言語に対する解析手法も考案した.
3.情報流解析
プログラムが機密情報を漏らさないかどうかを検証する情報流解析について研究を行った.従来から型を用いた情報流解析手法は提案されていたが精度が問題だったため,本研究ではモデル検査手法と融合させることにより,高速かつ精度のよい解析を可能にした.

報告書

(4件)
  • 2008 研究成果報告書概要
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (40件) (うち査読あり 23件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] A Hybrid Type System for Lock-Freedom of Mobile Processes2008

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi, Davide Sangiorgi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 20th International Conference on Computer Aided Verification(CAV'08) 5123

      ページ: 80-93

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On-Demand Refinement of Dependent Types2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Unno, Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 9th International Symposium on Functional and Logic Programming(FLOPS'08) 4989

      ページ: 81-96

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear Declassification2008

    • 著者名/発表者名
      Yuta Kaneko, Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 17th European Symposium on Programming(ESOP'08) 4960

      ページ: 224-238

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inferring Channel Buffer Bounds via Linear Programming2008

    • 著者名/発表者名
      Tachio Terauchi, Adam Megacz
    • 雑誌名

      Proceedings of the 17th European Symposium on Programming(ESOP'08) 4960

      ページ: 284-298

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Type System for JVM Lock Primitives2008

    • 著者名/発表者名
      Futoshi Iwama, Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      New Generation Computing 26(2)

      ページ: 125-170

    • NAID

      130004548967

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the Complexity of Termination Inference for Processes2008

    • 著者名/発表者名
      Romain Demangeon, Daniel Hirschkoff, Naoki Kobayashi and Davide Sagiorgi
    • 雑誌名

      Proceedings of Trustworthy Global Computing 2007(TGC'07), Springer Lecture Notes in Computer Science 4912

      ページ: 140-155

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inferring Channel Buffer Bounds via Linear Programming2008

    • 著者名/発表者名
      Tachio Terauchi and Adam Megacz
    • 雑誌名

      Proceedings of the 17th European Symposium on Programming(ESOP'08), Springer Lecture Notes in Computer Science 4960

      ページ: 284-298

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the Complexity of Termination Inference for Processes2007

    • 著者名/発表者名
      Romain Demangeon, Daniel Hirschkoff, Naoki Kobayashi, Davide Sangiorgi
    • 雑誌名

      Proceedings of Trustworthy Global Computing(TGC'07) 4912

      ページ: 140-155

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Type-Based Verification of Correspondence Assertions for Communication Protocols2007

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kikuchi, Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 5th ASIAN Symposium on Programming Languages and Systems(APLAS'07) 4807

      ページ: 191-205

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Environmental Bisimulations for Higher-Order Languages2007

    • 著者名/発表者名
      Davide Sangiorgi, Naoki Kobayashi, Eijiro Sumii
    • 雑誌名

      Proceedings of the 22nd Annual IEEE Symposium on Logic in Computer Science(LICS'07)

      ページ: 293-302

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Undecidability of 2-Label BPP Equivalences and Behavioral Type Systems for the Pi-Calculus2007

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi, Takashi Suto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 34th International Colloquium on Automata, Languages and Programming(ICALP'07) 4596

      ページ: 740-751

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 並行プログラミング言語へのチャネル使用法宣言の導入2007

    • 著者名/発表者名
      須藤崇, 小林直樹
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌:プログラミング 48(SIG10(PRO33))

      ページ: 101-113

    • NAID

      110006291060

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Type-Based Analysis of Deadlock for a Concurrent Calculus with Interrupts2007

    • 著者名/発表者名
      Kohei Suenaga, Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 16th European Symposium on Programming(ESOP'07) 4421

      ページ: 490-504

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 計算資源使用法検証における計算資源の仕様と実際の使用法の間の適合性検証アルゴリズム2007

    • 著者名/発表者名
      岩間太, 五十嵐淳, 小林直樹
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌:プログラミング 48(SIG4(PRO32))

      ページ: 48-61

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Introduction of Channel Usage Declaration for Concurrent Programming Languages2007

    • 著者名/発表者名
      Takashi Suto, Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      IPSJ Transactions on Programming 48(SIG 10(PRO 33))

      ページ: 101-113

    • NAID

      110006291060

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Algorithm to Decide Conformance of Resource Usage to Specification for Resource Usage Verification2007

    • 著者名/発表者名
      Futoshi Iwama, Atsushi Igarashi, Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      IPSJ Transactions on Programming 48(SIG 4(PRO 32))

      ページ: 48-61

    • NAID

      110006242945

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Undecidability of 2-Label BPP Equivalences and Behavioral Type Systems for the Pi-Calculus2007

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi and Takashi Suto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 34th International Colloquium on Automata, Languages and Programming(ICALP'07) 4596

      ページ: 740-751

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Type-Based Verification of Correspondence Assertions for Communication Protocols2007

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kikuchi and Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 5th Asian Symposium on Programming Languages and Systems(APLAS'07), Springer Lecture Notes in Computer Science 4807

      ページ: 191-205

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 計算資源使用法検証における計算資源の仕様と実際の使用法の間の適合性検証アルゴリズム2007

    • 著者名/発表者名
      岩間 太, 五十嵐 淳, 小林 直樹
    • 雑誌名

      情報処理学会プログラミング研究会論文誌 48・SIG4

      ページ: 48-61

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Environmental Bisimulations for Higher-Order Languages2007

    • 著者名/発表者名
      Davide Sangiorgi, Naoki kobayashi, Eijiro Sumii
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE Symposium on Logic in Computer Science (LICS 2007) (出版決定)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Type-Based Analysis of Deadlock for a Concurrent Calculus with Interrupts2007

    • 著者名/発表者名
      Kohei Suenaga, Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of 16th European Symposium on Programming (ESOP'07), Springer Lecture Notes in Computer Science 4421

      ページ: 490-504

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Proving Noninterference by a Fully Complete Translation to the Simply Typed λ-Calculus2006

    • 著者名/発表者名
      Naokata Shikuma, Atsushi Igarashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 11th Annual Asian Computing Science Conference(ASIAN'06) 4435

      ページ: 302-316

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resource Usage Analysis for the Pi-Calculus2006

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi, Kohei Suenaga, Lucian Wischik
    • 雑誌名

      Logical Methods in Computer Science 2(3:4)

      ページ: 1-42

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Type System for Deadlock-Free Processes2006

    • 著者名/発表者名
      小林直樹
    • 雑誌名

      Proceedings of the 17th International Conference on Concurrency Theory(CONCUR'06) 4137

      ページ: 233-247

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combining Type-Based Analysis and Model Checking for Finding Counterexamples against Non-Interference2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Unno, Naoki Kobayashi, Akinori Yonezawa
    • 雑誌名

      Proceedings of ACM SIGPLAN Workshop on Programming Languages and Analysis for Security(PLAS'06)

      ページ: 17-26

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resource Usage Analysis for a Functional Language with Exceptions2006

    • 著者名/発表者名
      Futoshi Iwama, Atsushi Igarashi, Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of ACM SIGPLAN 2006 Workshop on Partial Evaluation and Program Manipulation(PEPM'06)

      ページ: 38-47

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resource Usage Analysis for the Pi-Calculus2006

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi, Kohei Suenaga, Lucian Wischik
    • 雑誌名

      Proceedings of the 7th International Conference on Verification, Model Checking, and Abstract Interpretation(VMCAI'06) 3855

      ページ: 298-312

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Type System for Deadlock-Free Processes2006

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 17th International Conference on Concurrency Theory(CONCUR'06) 4137

      ページ: 233-247

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Resource Usage Analysis for the Pi-Calculus2006

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi, Kohei Suenaga, Lucian Wischik
    • 雑誌名

      Logical Methods in Computer Science 22・2:3

      ページ: 1-42

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A New Type System for Deadlock-Free Processes2006

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of CONCUR 2006, Springer Lecture Notes in Computer Science 4137

      ページ: 233-247

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Combining Type-Based Analysis and Model Checking for Finding Counterexamples against Non-Interference2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Unno, Naoki Kobayashi, Akinori Yonezawa
    • 雑誌名

      Proceedings of ACM SIGPLAN Workshop on Programming Languages and Analysis for Security (PLAS 2006)

      ページ: 17-26

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Resource usage analysis for a functional language with exceptions2006

    • 著者名/発表者名
      Futoshi Iwama, Atsushi Igarashi, Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of ACM SIGPLAN 2006 Workshop on Partial Evaluation and Program Manipulation (PEPM 2006)

      ページ: 38-47

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Resource usage analysis for the pi-calculus2006

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi, Kohei Suenaga, Lucian Wischik
    • 雑誌名

      Verification, Model Checking, and Abstract Interpretation (Proceedings of UMCAI' 06) 3855

      ページ: 298-312

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Extension of type-based approach to generation of stream-processing programs by automatic insertion of buffering primitives2006

    • 著者名/発表者名
      Kohei Suenaga, Naoki Kobayashi, Akinori Yonezawa
    • 雑誌名

      Proceedings of LOPSTER 2005 3901

      ページ: 98-114

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 様相型に基づく情報流解析における非干渉性の論理関係による一般化とその証明2006

    • 著者名/発表者名
      四熊尚方, 五十嵐淳
    • 雑誌名

      第8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(PPL2006)オンライン論文集

      ページ: 134-149

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Type-Based Information Flow Analysis for the Pi-Calculus2005

    • 著者名/発表者名
      小林直樹
    • 雑誌名

      Acta Informatica 42(4-5)

      ページ: 291-347

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Type-Based Information Flow Analysis for the Pi-Calculus2005

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      Acta Informatica 42(4-5)

      ページ: 291-347

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Type-based information flow analysis for the pi-calculus2005

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      Acta Informatica 41・4-5

      ページ: 291-347

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] MinCaml : A Simple and Efficient Compiler for a Minimal Functional Language2005

    • 著者名/発表者名
      Eijiro Sumii
    • 雑誌名

      Functional and Declarative Programming in Education (FDPE05)

      ページ: 27-38

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Bisimulation for Dynamic Sealing

    • 著者名/発表者名
      Eijiro Sumii, Benjamin C.Pierce
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science (出版予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Substructural Type Systems for Program Analysis2008

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi
    • 学会等名
      Proceedings of the 9th International Symposium on Functional and Logic Programming(FLOPS'08)
    • 発表場所
      三重県伊勢市
    • 年月日
      2008-04-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Substructural Type Systems for Program Analysis2008

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi
    • 学会等名
      Proceedings of the 9th International Symposium on Functional and Logic Programming(FLOPS'08)
    • 発表場所
      Ise, Mie
    • 年月日
      2008-04-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 型エラースライシングによるデッドロックの原因個所の特定2008

    • 著者名/発表者名
      飯村 枝里、末永 幸平、小林 直樹
    • 学会等名
      情報処理学会 第68回プログラミング研究会
    • 発表場所
      日本IBM(株)東京基礎研究所
    • 年月日
      2008-03-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 文脈依存資源使用解析のための型システム2008

    • 著者名/発表者名
      仲井間 達也、五十嵐 淳、小林 直樹
    • 学会等名
      第10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(PPL'08)
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2008-03-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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