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大規模制約充足問題の全解探索のための実用的な計算基盤の確立とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K17725
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 知能情報学
情報学基礎理論
研究機関電気通信大学

研究代表者

戸田 貴久  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (50451159)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード制約充足問題 / SATソルバー / モデル検査 / 反例解析 / セキュリティ / プライバシ / AllSAT / サンプリング / 複合イベント処理 / データベースの匿名化 / アルゴリズム / SAT / 制約 / ネットワーク / データマイニング
研究成果の概要

本研究では、制約充足問題のすべての解を探索する手法を活用して、そのような解探索が求められる高度な問題解決のための効率的な計算基盤の開発を行った。主な成果として、ハードウェアやソフトウェアの不具合の原因解析を支援するための自動化手法を開発した。
他の成果として、VLSIの単純配線問題や数独ヒント生成問題の効率的な解法を提案した。また新たな展開として、制約充足問題の解のサンプリング手法の開発とその応用、制約充足問題の最適化を応用したデータベースの匿名化に関する手法の開発など、当初想定していなかったプライバシー・セキュリティ関係の研究成果も得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

情報システムは現代社会の基盤技術であり、特にセキュリティ、プライバシ、人命などが関わる場面では情報システムの高い品質が求められる。しかし、そのような品質の保証や解析に関わる技術は一般に計算コストが高く、本来的に完全な自動化は見込めないことが多い。本研究の主要な成果として、検証やテスト目的で広く使われている技術(モデル検査)に対してより高度な解析機能を追加した。これにより人手で行われる解析作業を一部自動化することが可能になる。モデル検査以外にもセキュリティ・プライバシーに関わる研究成果も得られ、制約充足に関する最新技術を活用した応用研究の新しい展開につながった。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 交差回避制約を用いた単純配線決定問題のCSP解法2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺 光洋, 戸田 貴久
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      巻: J104-D 号: 4 ページ: 434-441

    • DOI

      10.14923/transinfj.2020JDP7051

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • 年月日
      2021-04-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interval-based Counterexample Analysis for Error Explanation2021

    • 著者名/発表者名
      Takahisa Toda, Takeru Inoue
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 29 号: 0 ページ: 630-639

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.29.630

    • NAID

      130008104497

    • ISSN
      1882-6652
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exact Method for Generating Strategy-Solvable Sudoku Clues2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nishikawa, Takahisa Toda
    • 雑誌名

      Algorithms

      巻: 13 号: 7 ページ: 1-17

    • DOI

      10.3390/a13070171

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exploiting Functional Dependencies of Variables in All Solutions SAT Solvers2017

    • 著者名/発表者名
      Takahisa Toda, Takeru Inoue
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 25 号: 0 ページ: 459-468

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.25.459

    • NAID

      130005775576

    • ISSN
      1882-6652
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 属性間依存度を考慮したデータベースの安全なフラグメント化2022

    • 著者名/発表者名
      磯田 飛鳥, 戸田 貴久
    • 学会等名
      第14回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 不確実性下における複合イベント処理に関する考察2022

    • 著者名/発表者名
      夏 涛, 戸田 貴久
    • 学会等名
      第186回アルゴリズム研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 有界モデル検査による独立集合遷移問題の解法に関する考察2022

    • 著者名/発表者名
      戸田 貴久, 伊藤 健洋, 川原 純, 宋 剛秀, 鈴木 顕, 照山 順一
    • 学会等名
      第186回アルゴリズム研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 命題論理式の解の一様サンプリングの改善2021

    • 著者名/発表者名
      中島祐輝,戸田貴久
    • 学会等名
      第20回情報科学技術フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 制約言語の観点におけるCP4IMの複雑さ2019

    • 著者名/発表者名
      戸田貴久
    • 学会等名
      基盤(S) 離散構造処理系プロジェクト 「2019年度 初夏のワークショップ」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] SATフィルターの検討2019

    • 著者名/発表者名
      戸田貴久
    • 学会等名
      基盤(S) 離散構造処理系プロジェクト 「2019年度 秋のワークショップ」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] モデル検査における反例空間の構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      戸田貴久
    • 学会等名
      人工知能学会 第107回人工知能基本問題研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 誤りの効果的な説明のための反例空間解析2018

    • 著者名/発表者名
      戸田貴久
    • 学会等名
      第170回アルゴリズム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] モデル検査における反例発見から反例列挙への拡張2017

    • 著者名/発表者名
      戸田貴久
    • 学会等名
      基盤(S) 離散構造処理系プロジェクト「2017年度 初夏のワークショップ」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 命題論理式を充足する変数割当の網羅的探索手法について2017

    • 著者名/発表者名
      戸田貴久
    • 学会等名
      人工知能学会 第103回人工知能基本問題研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 効率的なAllSATソルバーの実装と評価2017

    • 著者名/発表者名
      戸田貴久, 宋剛秀
    • 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
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] Strategy-Solvable Sudoku Clue Generation

    • URL

      http://www.disc.lab.uec.ac.jp/toda/code/scg.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] All Solutions SAT Repository

    • URL

      http://www.sd.is.uec.ac.jp/toda/code/allsat.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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