ヘテロな開発運用時代の保守進化を支える全方向ソフトウェア追跡

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H02804
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 鷲崎 弘宜 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70350494)
• 研究分担者: 小形 真平 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (10589279) ; 吉岡 信和 国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 准教授 (20390601) ; 海谷 治彦 神奈川大学, 理学部, 教授 (30262596) ; 本田 澄 大阪工業大学, 情報科学部, 講師 (40732938) ; 櫨山 淳雄 東京学芸大学, 教育学部, 教授 (70313278) ; 大久保 隆夫 情報セキュリティ大学院大学, その他の研究科, 教授 (80417518)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: ソフトウエア開発効率化・安定化 / ソフトウエア学 / ソフトウエアモジュール / ソフトウエア開発環境

研究実績の概要

多くのソフトウェアがモデリング・プログラミング言語を含む多様な環境を併用して開発され多様な実行環境で運用保守される今日のヘテロな開発運用時代において、その多様性を扱えるソフトウェアの要求や要素の追跡、変更・再利用支援技術の欠如が、迅速かつ高信頼なソフトウェア保守進化の妨げとなっている。本研究では、代表者および分担者らの研究成果を応用および発展させて、(1)言語を含む環境や成果物に対しロバストな網羅的追跡技術、(2)異なる追跡結果をまとめることによる高信頼追跡技術、(3)追跡結果に基づいて保守進化を促すための変更・再利用支援技術を確立する。結果として、ヘテロな開発運用時代において工程を超えた適切な抽象度における変更必要箇所の特定、変更、再利用を迅速かつ高精度に実現し、保守進化の基盤を与える。
2020年度および延長後の2021年度は、これまでの研究成果を踏まえて、ソフトウェアパターンを含む要素技術およびセキュリティや機械学習応用を含む対象問題領域について幅広く関連研究のサーベイを継続しながら、高信頼なソフトウェア追跡のための追跡および関連技術の調査研究を進めて、それらの基礎をなす要素技術および全体の統合的な枠組みや手法を、ヘテロな運用開発時代の典型例題や実課題への適用を通じて有用性を検証し、国際会議論文やジャーナル論文等としてまとめた。特にセキュリティ脆弱性対応を含む多様な問題や要求およびそれらの対策や実現について、環境や成果物に対してロバストな一定の抽象度における高精度な追跡の仕組みと枠組み、ツールを実現し、実験等により有用性を確認した。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Florida Atlantic University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Florida Atlantic University
• [国際共同研究] Polytechnique Montreal/Concordia University(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: Polytechnique Montreal/Concordia University
• [雑誌論文] Comparative Evaluation of NLP-Based Approaches for Linking CAPEC Attack Patterns from CVE Vulnerability Information (2022)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kanakogi, Hironori Washizaki, Yoshiaki Fukazawa, Shinpei Ogata, Takao Okubo, Takehisa Kato, Hideyuki Kanuka, Atsuo Hazeyama, Nobukazu Yoshioka
  • 雑誌名: Applied Sciences 巻: 12(7) ページ: 1-15
  • DOI: 10.3390/app12073400
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Software Engineering Design Patterns for Machine Learning Applications (2022)
  • 著者名/発表者名: Hironori Washizaki, Foutse Khomh, Yann-Gael Gueheneuc, Hironori Takeuchi, Naotake Natori, Takuo Doi, Satoshi Okuda
  • 雑誌名: IEEE Computer 巻: 55(3) ページ: 30-39
  • DOI: 10.1109/MC.2021.3137227
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Abstract security patterns and the design of secure systems (2022)
  • 著者名/発表者名: Eduardo Buglioni Fernandez, Nobukazu Yoshioka, Hironori Washizaki, Joseph William Yoder
  • 雑誌名: Cybersecurity 巻: 5(7) ページ: 1-17
  • DOI: 10.1186/s42400-022-00109-w
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Tracing CVE Vulnerability Information to CAPEC Attack Patterns Using Natural Language Processing Techniques (2021)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kanakogi, Hironori Washizaki, Yoshiaki Fukazawa, Shinpei Ogata, Takao Okubo, Takehisa Kato, Hideyuki Kanuka, Atsuo Hazeyama, Nobukazu Yoshioka
  • 雑誌名: Information 巻: 12(8) ページ: 1-15
  • DOI: 10.3390/info12080298
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Systematical Alignment of Business Requirements and System Functions by Linking GQM+Strategies and SysML (2021)
  • 著者名/発表者名: Natsuki Mimura, Shuji Okuda, Hironori Washizaki, Katsutoshi Shintani, Yoshiaki Fukazawa
  • 雑誌名: International Journal of Service and Knowledge Management 巻: 5(1) ページ: 15-35
  • DOI: 10.52731/ijskm.v5.i1.540
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Systematic Literature Review of Security Pattern Research (2021)
  • 著者名/発表者名: Hironori Washizaki, Tian Xia, Natsumi Kamata, Yoshiaki Fukazawa, Hideyuki Kanuka, Takehisa Kato, Masayuki Yoshino, Takao Okubo, Shinpei Ogata, Haruhiko Kaiya, Atsuo Hazeyama, Takafumi Tanaka, Nobukazu Yoshioka, G Priyalakshmi
  • 雑誌名: Information 巻: 12(1) ページ: 1-27
  • DOI: 10.3390/info12010036
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] CSPM: Metamodel for Handling Security and Privacy Knowledge in Cloud Service Development (2021)
  • 著者名/発表者名: Tian Xia, Hironori Washizaki, Yoshiaki Fukazawa, Haruhiko Kaiya, Shinpei Ogata, Eduardo B. Fernandez, Takehisa Kato, Hideyuki Kanuka, Takao Okubo, Nobukazu Yoshioka and Atsuo Hazeyama
  • 雑誌名: International Journal of Systems and Software Security and Protection 巻: 12(2) ページ: 1-18
  • DOI: 10.4018/IJSSSP.20210101.oa1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The design of secure IoT applications using patterns: State of the art and directions for research (2021)
  • 著者名/発表者名: Eduardo B. Fernandez, Hironori Washizaki, Nobukazu Yoshioka, Takao Okubo
  • 雑誌名: Internet of Things 巻: 15 ページ: 1-25
  • DOI: 10.1016/j.iot.2021.100408
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Landscape of Architecture and Design Patterns for IoT Systems (2020)
  • 著者名/発表者名: Hironori Washizaki, Shinpei Ogata, Atsuo Hazeyama, Takao Okubo, Eduardo B. Fernandez, Nobukazu Yoshioka
  • 雑誌名: IEEE Internet of Things Journal 巻: 7(10) ページ: 10091-10101
  • DOI: 10.1109/JIOT.2020.3003528
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Traceable Business-to-Safety Analysis Framework for Safety-critical Machine Learning Systems (2022)
  • 著者名/発表者名: Jati H. Husen, Hironori Washizaki, Hnin Thandar Tun, Nobukazu Yoshioka, Hironori Takeuchi and Yoshiaki Fukazawa
  • 学会等名: 1st Conference on AI Engineering and Software Engineering for AI (CAIN 2022)
  • 国際学会
• [学会発表] Metamodel and Patterns for Cloud Security and Privacy (2022)
  • 著者名/発表者名: Hironori Washizaki
  • 学会等名: The Thirteenth International Conference on Cloud Computing, GRIDs, and Virtualization (CLOUD COMPUTING 2022)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Tracing CAPEC Attack Patterns from CVE Vulnerability Information using Natural Language Processing Technique (2021)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kanakogi, Hironori Washizaki, Yoshiaki Fukazawa, Shinpei Ogata, Takao Okubo, Takehisa Kato, Hideyuki Kanuka, Atsuo Hazeyama, Nobukazu Yoshioka
  • 学会等名: 54th Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS)
  • 国際学会
• [学会発表] Software Engineering Patterns for Machine Learning Applications (SEP4MLA) - Part 3 - Data Processing Architectures (2021)
  • 著者名/発表者名: Jomphon Runpakprakun, Sien Reeve Ordonez Peralta, Hironori Washizaki, Foutse Khomh, Yann-Gael Gueheneuc, Nobukazu Yoshioka, Yoshiaki Fukazawa
  • 学会等名: 28th Conference on Pattern Languages of Programs (PLoP 2021)
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of IoT Pattern Descriptions (2021)
  • 著者名/発表者名: Hironori Washizaki, Atsuo Hazeyama, Takao Okubo, Hideyuki Kanuka, Shinpei Ogata, Nobukazu Yoshioka
  • 学会等名: 2021 IEEE/ACM 3rd International Workshop on Software Engineering Research and Practices for the IoT (SERP4IoT 2021)
  • 国際学会
• [学会発表] Software Engineering Patterns for Machine Learning Applications: Research and Practice (2021)
  • 著者名/発表者名: Hironori Washizaki
  • 学会等名: 3rd International Workshop on Machine Learning Systems Engineering (iMLSE 2021)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Patterns for New Software Engineering: Machine Learning, IoT and Security Patterns (2021)
  • 著者名/発表者名: Hironori Washizaki
  • 学会等名: The Seventh International Conference on Fundamentals and Advances in Software Systems Integration (FASSI 2021)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Machine Learning Software Engineering Patterns: Classification and Practitioners’ Insights (2021)
  • 著者名/発表者名: Hironori Washizaki
  • 学会等名: The Sixteenth International Conference on Software Engineering Advances (ICSEA 2021)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Software Engineering Patterns for Machine Learning Applications (2021)
  • 著者名/発表者名: Hironori Washizaki
  • 学会等名: 2021 IEEE International Conference on Electronic Technology, Communication and Information (ICETCI 2021)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Experimental Evaluation of Traceability Checking Tool for Goal Dependency Modeling (2020)
  • 著者名/発表者名: Haruhiko Kaiya, Wataru Fujita, Ryotaro Yamada, Atsuo Hazeyama, Shinpei Ogata, Takao Okubo, Nobukazu Yoshioka, and Hironori Washizaki
  • 学会等名: 13th International Joint Conference on Knowledge-based Software Engineering (JCKBSE2020)
  • 国際学会
• [学会発表] A Tool to Manage Traceability on Several Models and Its Use Case (2020)
  • 著者名/発表者名: Haruhiko Kaiya, Shogo Tatsui, Atsuo Hazeyama, Shinpei Ogata, Takao Okubo, Hironori Washizaki
  • 学会等名: 24th International Conference on Knowledge Based and Intelligent Information and Engineering Systems (KES2020)
  • 国際学会
• [学会発表] Machine-Learning Software-Engineering Design Patterns: Literature Review and Practitioners’ Insights (2020)
  • 著者名/発表者名: Hironori Washizaki, Hironori Takeuchi, Yann-Gaell Gueneuc, Foutse Khomh, Naotake Natori, Naohisa Shioura and Takuo Doi
  • 学会等名: 2nd International Workshop on Machine Learning Systems Engineering (iMLSE 2020)
  • 国際学会
• [学会発表] Software Engineering Patterns for Machine Learning Applications (SEP4MLA) - Part 2 (2020)
  • 著者名/発表者名: Hironori Washizaki, Foutse Khomh, Yann-Gael Gueheneuc, Hironori Takeuchi, Satoshi Okuda, Naotake Natori, Naohisa Shioura
  • 学会等名: 27th Conference on Pattern Languages of Programs in 2020 (PLoP’20)
  • 国際学会
• [学会発表] Practitioners’ insights on machine-learning software engineering design patterns: a preliminary study (2020)
  • 著者名/発表者名: Hironori Washizaki, Hironori Takeuchi, Foutse Khomh, Naotake Natori, Takuo Doi, Satoshi Okuda
  • 学会等名: 36th IEEE International Conference on Software Maintenance and Evolution (ICSME 2020)
  • 国際学会
• [学会発表] Patterns for New Software Engineering: Machine Learning and IoT Engineering Patterns (2020)
  • 著者名/発表者名: Hironori Washizaki
  • 学会等名: AsianPLoP 2020: 9th Asian Conference on Pattern Languages of Programs
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] ProMeTA: Program Metamodel TAxonomy
  • URL: http://www.washi.cs.waseda.ac.jp/prometa/
• [備考] IoT Architecture and Design Patterns
  • URL: http://www.washi.cs.waseda.ac.jp/iot-patterns/
• [備考] Machine Learning Architecture and Design Patterns
  • URL: http://www.washi.cs.waseda.ac.jp/ml-patterns/