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分離論理を用いたソフトウェア検証の発展

研究課題

研究課題/領域番号 21H03421
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
研究機関国立情報学研究所

研究代表者

龍田 真  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 教授 (80216994)

研究分担者 中澤 巧爾  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (80362581)
木村 大輔  東邦大学, 理学部, 講師 (90455197)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワードソフトウェア検証 / ソフトウェア解析 / 分離論理 / メモリ安全性
研究開始時の研究の概要

ソフトウェア検証理論として近年よい理論(オハーン理論)が提案され理論的にも実用的にも成功しているが, 精度がまだ不十分である. 本研究の大目的は, オハーン理論を発展させることにより高精度なソフトウェア検証を可能にする新理論を構築することである. 本研究の目的は, オハーン理論に一般的述語, 配列, 算術を追加した論理体系に対して, 関数の再帰呼出しを追加し, 再帰データを追加し, また, 関数ポインタ呼出しを追加し, またそれらのアルゴリズムの効率を実装実験により証拠付けることである. この実装システムを用いてOpenSSLおよびgitのCコードのメモリー安全性を検証する.

研究実績の概要

本研究の大目標は, オハーン理論に一般帰納的述語, 配列, 算術を追加した論理体系に対して, 再帰呼出し, 再帰データ, 関数ポインタを追加し, 大規模なシステムソフトウェアを解析/検証する}ことができる理論を確立し, その理論に基づいて解析/検証システムをパソコン上に実装することであった. 研究成果は, オハーン理論に一般帰納的述語, 配列, 算術を追加した論理体系に対して, 精密なメモリモデルの理論および再帰データ, 間接参照を追加した論理体系をまず構築し, これをほぼ実装した. また, この理論全体に関連して, 循環証明体系の計算の複雑性を明らかにした.

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

オハーン理論に一般帰納的述語, 配列, 算術を追加した論理体系に対して,精密なメモリモデルの理論および再帰データ, 間接参照を追加した論理体系をまず構築し, これをほぼ実装した. また, この理論全体に関連して, 循環証明体系の計算の複雑性を明らかにした. 以上により進捗はおおむね良好であるといえる.

今後の研究の推進方策

オハーン理論に一般帰納的述語, 配列, 算術を追加した論理体系に対して, 再帰呼出し, 再帰データ, 関数ポインタを追加し, 大規模なシステムソフトウェアを解析/検証する}ことができる理論を確立し, その理論に基づいて解析/検証システムをパソコン上に実装する研究をさらに進める. ループ解析の精度が必要であることがわかってきたので, 抽象解釈の技法を取り入れてループ解析を高精度化する.

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] トリノ大(イタリア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] シンガポール大(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ソウル大(韓国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] トリノ大(イタリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ソウル大(韓国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] シンガポール大(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 帰納法に関する推論の計算複雑性2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤 宗平, 龍田 真
    • 雑誌名

      Proceedings of the 24th JSSST Workshop on Programming and Programming Languages (PPL2023)

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 帰納的推論の計算複雑性2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤 宗平, 龍田 真
    • 雑誌名

      ソフトウェア科学会第39回大会論文集

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Biabduction for Separation Logic with Arrays and Lists2022

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kimura, Makoto Tatsuta, Mahmudul Faisal Al Ameen, oji Nakazawa, and Mirai Ikebuchi
    • 雑誌名

      Biabduction for Separation Logic with Arrays and Lists

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Decidability for Entailments of Symbolic Heaps with Arrays2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kimura, Makoto Tatsuta
    • 雑誌名

      Logical Methods in Computer Science

      巻: 17 (2)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Function Pointer Eliminator for C Programs2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kimura, Mahmudul Faisal Al Ameen, Makoto Tatsuta, and Koji Nakazawa
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13008 ページ: 23-37

    • DOI

      10.1007/978-3-030-89051-3_2

    • ISBN
      9783030890506, 9783030890513
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Brotherston's Conjecture: Equivalence of Inductive Definitions and Cyclic Proofs2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Tatsuta
    • 学会等名
      九州大学 論理と計算セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 帰納的定義付き一階述語論理の循環証明体系におけるカット除去2021

    • 著者名/発表者名
      益岡幸弘, 龍田真
    • 学会等名
      記号論理学と情報科学研究集会(SLACS 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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