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真代数型: 高階書換えに基づく安全性保証付きデータ型の原理・推論・実践

研究課題

研究課題/領域番号 20H04164
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分60050:ソフトウェア関連
研究機関群馬大学

研究代表者

浜名 誠  群馬大学, 情報学部, 准教授 (90334135)

研究分担者 室屋 晃子  京都大学, 数理解析研究所, 助教 (00827454)
菊池 健太郎  東北大学, 電気通信研究所, 助教 (40396528)
今井 敬吾  岐阜大学, 工学部, 助教 (70456630)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワードソフトウェア科学 / 書換え系 / 代数仕様 / プログラム理論 / 関数プログラミング / 関数プログラム / 合流性 / 停止性 / Haskell / ラムダ計算 / 書替え系
研究開始時の研究の概要

情報システムが重要な社会基盤の一つとなるにつれ、ソフトウェアの安全性保証が大きな課題となっている。本研究は信頼性のあるソフトウェアの基盤技術としての「真代数データ型(Universal Algebraic Datatypes) プログラミング」の理論の確立と実践を目的とする。真代数データ型は、「代数」をデータとプログラムの単位とすることで安全性を保証する。さらに代数の等式公理から、計算規則を自動導出することで、高速で柔軟な実行アルゴリズムを提供する。

研究実績の概要

本年度は、書換え理論を高階多相型へ拡張し、停止性と合流性検証手法と、書換え規則の正当性検証手法を研究した。これにより、関数型プログラミング言語Haskellの書換え規則の正しさを自動的に検証する基礎理論が構築できた。
この結果をInternational Conference on Functional Programming (ICFP)併設のHaskellシンポジウム、および東京大学で開催された第40回日本ソフトウェア科学会大会で発表し、日本ソフトウェア科学会大会優秀発表賞を受賞した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

関数型プログラミング言語Haskellの書換え規則自動検証という未知の問題へ、二階書換え系の理論を拡張することができた。

今後の研究の推進方策

検証ツールの開発を進め、GHCにおけるCore書換え規則をより効果的に扱えるように実装を進める。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] INRIA(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] INRIA(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Modular Termination for Second-Order Rewriting Systems and Application to Effect Handlers2023

    • 著者名/発表者名
      M. Hamana
    • 雑誌名

      Proc. of 11th International Workshop on Higher-order Rewriting

      巻: 11 ページ: 16-20

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GSOL: A Confluence Checker for Haskell Rewrite Rules2022

    • 著者名/発表者名
      Yao Faustin Date, 浜名誠
    • 雑誌名

      コンピュータ ソフトウェア

      巻: 39 号: 3 ページ: 3_82-3_87

    • DOI

      10.11309/jssst.39.3_82

    • ISSN
      0289-6540
    • 年月日
      2022-07-22
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modular Termination for Second-Order Computation Rules and Application to Algebraic Effect Handler2022

    • 著者名/発表者名
      M. Hamana
    • 雑誌名

      Logical Methods in Computer Science

      巻: Vol. 18

    • DOI

      10.46298/lmcs-18(2:18)2022

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GSOL: A Confluence Checker for Haskell Rewrite Rules2021

    • 著者名/発表者名
      Yao Faustin Date, 浜名誠
    • 雑誌名

      日本ソフトウェア科学会大会講演論文集

      巻: 38

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] CUI on Web:ソフトウェア検証やテストCUIのためのモダンWebインターフェース枠組2021

    • 著者名/発表者名
      藤生 和希, 浜名誠
    • 雑誌名

      日本ソフトウェア科学会大会講演論文集

      巻: 38

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polymorphic computation systems: Theory and practice of confluence with call-by-value2020

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hamana, Tatsuya Abe, Kentaro Kikuchi
    • 雑誌名

      Science of Computer Programming

      巻: 187 ページ: 102322-102322

    • DOI

      10.1016/j.scico.2019.102322

    • 関連する報告書
      2020 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] Theory and Practice of Second-Order Rewriting: Foundation, Evolution, and SOL2020

    • 著者名/発表者名
      M. Hamana
    • 雑誌名

      Functional and Logic Programming, Lecture Notes in Computer Science

      巻: 12073 ページ: 3-9

    • DOI

      10.1007/978-3-030-59025-3_1

    • ISBN
      9783030590246, 9783030590253
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The System SOL version 20202020

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hamana, Kentaro Kikuchi, Date Yao Faustin Dieudonne, Kazuki Fuju
    • 雑誌名

      Proceedings of the 9th International Workshop on Confluence

      巻: IWC 2020 ページ: 81-81

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Verifying Haskell's Rewrite Rules based on Polymorphic Rewriting Theory2023

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hamana
    • 学会等名
      16th ACM SIGPLAN International Haskell Symposium (Haskell 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic Correctness Checking of Haskell’s Rewrite Rules: Theory and Practice2023

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hamana
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第40回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Modular Termination for Second-Order Rewriting Systems and Application to Effect Handlers2023

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hamana
    • 学会等名
      11th International Workshop on Higher-Order Rewriting (HOR 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] GSOL: A Confluence Checker for Haskell Rewrite Rules2021

    • 著者名/発表者名
      Yao Faustin Date and Makoto Hamana
    • 学会等名
      Haskell Implementors Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GSOL: A Confluence Checker for Haskell Rewrite Rules2021

    • 著者名/発表者名
      Yao Faustin Date, Makoto Hamana
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第38回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] CUI on Web:ソフトウェア検証やテストCUIのためのモダンWebインターフェース枠組2021

    • 著者名/発表者名
      浜名誠, 藤生 和希
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第38回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高階パターン単一化のUnboundライブラリを用いたHaskellによる実装2021

    • 著者名/発表者名
      藤岡 亮, 浜名誠
    • 学会等名
      第23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 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] The System SOL version 20202020

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hamana
    • 学会等名
      the 9th International Workshop on Confluence (IWC 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theory and Practice of Second-Order Rewriting: Foundation, Evolution, and SOL2020

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hamana
    • 学会等名
      Functional and Logic Programming (FLOPS 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] ホームページ

    • URL

      http://www.cs.gunma-u.ac.jp/hamana/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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