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2012 年度 実績報告書

証明スコア法に基づく革新的仕様検証システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 23220002
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

二木 厚吉  北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (50251971)

研究分担者 緒方 和博  北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 准教授 (30272991)
青木 利晃  北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 准教授 (20313702)
中村 正樹  富山県立大学, 工学部, 講師 (40345658)
研究期間 (年度) 2011-05-31 – 2016-03-31
キーワード仕様記述・仕様検証 / 形式手法 / 代数仕様 / ソフトウェア工学 / 証明スコア / CafeOBJ
研究概要

証明スコア法による仕様検証の中核技術として,1. 適切な抽象度と2.推論型×探索型検証法を実現する技法の研究開発を進めるとともに,実用的に重要な事例として,3.ミドルウェアプロトコルと4.車載OS標準の事例開発を進め,以下の成果を得た。
1.適切な抽象度の実現: OTS(Observational Transition System)のスキーマを用い,データ型とプロセス型を適切に切り分けつつ,適切な抽象度を実現する方法を開発した.具体的には,OTSの状態を観測子(observer)の集合として表わすことで,検証すべき性質に応じて,必要な観測子を必要な詳細度で参照し,他の観測子を捨象することを可能とした.
2.推論型×探索型検証法の実現: 観測子の集合として表わされたOTSの全ての可能な状態(一般には無限)をもれなくカバーする記号的な有限集合を系統的に生成し,その全てについて望みの性質が成り立つことをチェックする方法を開発した.①と②の研究成果から,「適切な抽象度と推論型×探索型検証法は補完的に強力な仕様検証法の実現に寄与する」という知見を得た.
3.ミドルウェアプロトコル事例: 重要性が高まりつつあるクラウドコンピューティング事例に焦点を当て研究を進めた.研究協力関係に有る復旦大学(Fudan Univ., 中国上海)で開発された動的ソフトウェア更新プロトコルPOLUSの調査研究に基づき,動的ソフトウェア更新のモデルを提案し,定理証明(推論型)とモデル検査(探索型)を用いた検証実験を行い,提案したモデルの有効性を確認した.
4.車載OS標準事例:OSEK/VDXのプロセス管理を規定した国際標準(英文と図表かなる100ページ弱の文書)のCafeOBJ言語による形式仕様の第1版を完成し,その仕様に基づきデッドロックの発生の有無の検証・解析を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

適切な抽象度と推論型×探索型検証法の実現を通じての仕様検証法の研究開発は,OTSの状態を観測子の集合としてモデル化する技法に焦点を当てることで,予想以上の進展があった.電子商取引,ミドルウェアプロトコル,クラウドコンピューティング事例については,クラウドコンピューティングの動的ソフトウェア更新事例に焦点を当て順調に進展している.車載OS標準事例は形式仕様をすでに完成し解析・検証を開始できた.全体として,当初の計画以上に進展している.

今後の研究の推進方策

H24年度までの2年間で適切な抽象度と推論型×探索型検証法の2つを統一的な仕様検証法に統合する見通しを得た.H25年以降は事例開発との融合を進めるとともに,言語システムへの統合を進める.電子商取引,ミドルウェアプロトコル,クラウドコンピューティング事例については,H25年度以降,クラウドコンピューティングの動的ソフトウェア更新事例に焦点を当て研究開発を進める.
H24年度は見積額と実施額の間に差が有り未使用額が生じたが,今後はこうしたことが無いようにしたい.

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Interpolation in logics with constructors2013

    • 著者名/発表者名
      Daniel Gaina
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science (TCS)

      巻: 474 ページ: 46-59

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2012.12.002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Operational Vulnerability in Cloud Service Management using Model Checking2013

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kikuchi, Toshiaki Aoki
    • 雑誌名

      Proc. of IEEE Seventh International Symposium on Service-Oriented System Engineering (SOSE)

      巻: - ページ: 37-48

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Incremental Proofs of Operational Termination with Modular Conditional Dependency Pairs2013

    • 著者名/発表者名
      Masaki Nakamura, Kazuhiro Ogata, Kokichi Futatsugi
    • 雑誌名

      Proceedings of the International MultiConference of Engineers and Computer Scientists 2013

      巻: I, IMECS ページ: 516-521

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Hierarchical Approach to Operational Termination of Algebraic Specifications2013

    • 著者名/発表者名
      Masaki Nakamura, Kazuhiro Ogata, Kokichi Futatsugi
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Conference on Electronics, Information and Communication (ICEIC 2013)

      巻: - ページ: 144-145

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Principles of proof scores in CafeOBJ2012

    • 著者名/発表者名
      Kokichi Futatsugi, Daniel Gaina, Kazuhiro Ogata
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science (TCS)

      巻: 464 ページ: 90-112

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2012.07.041

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constructor-based Logics2012

    • 著者名/発表者名
      Daniel Gaina, Kokichi Futatsugi, Kazuhiro Ogata
    • 雑誌名

      The Journal of Universal Computer Science (J.UCS)

      巻: 18(16) ページ: 2204-2233

    • DOI

      10.3217/jucs-018-16-2204

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Optimization of Minimized Assumption Generation Method for Component-Based Software Verification2012

    • 著者名/発表者名
      Pham Ngoc Hung, Viet Ha Nguyen, Toshiaki Aoki, Takuya Katayama
    • 雑誌名

      IEICE Transactions

      巻: 95-A, 9 ページ: 1451-1460

    • DOI

      10.1587/transfun.E95.A.1451

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automated Adaptor Generation for Behavioral Mismatching Services Based on Pushdown Model Checking2012

    • 著者名/発表者名
      Hsin-Hung Lin, Toshiaki Aoki, Takuya Katayama
    • 雑誌名

      IEICE Transactions

      巻: E95-D, 7 ページ: 1882-1893

    • DOI

      10.1587/transinf.E95.D.1882

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formal Analysis of TESLA Protocol in the Timed OTS/CafeOBJ Method2012

    • 著者名/発表者名
      Iakovos Ouranos, Petros S. Stefaneas, Kazuhiro Ogata
    • 雑誌名

      Proceedings of the 5th International Symposium on Leveraging Applications of Formal Methods, Verification, and Validation (5th ISoLA), Part I

      巻: Springer LNCS 7610 ページ: 126-142

    • DOI

      10.1007/978-3-642-34032-1_15

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specification and Model Checking of the Chandy and Lamport Distributed Snapshot Algorithm in Rewriting Logic2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Ogata, Phan Thi Thanh Huyen
    • 雑誌名

      Proceedings of the 14th International Conference on Formal Engineering Methods (14th ICFEM)

      巻: Springer LNCS 7635 ページ: 87-102

    • DOI

      10.1007/978-3-642-34281-3_9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Variability Management Method for Software Configuration Files2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Tanizaki, Toshiaki Aoki, Takuya Katayama
    • 雑誌名

      Proc. of 24th International Conference on Software Engineering and Knowledge Engineering (SEKE 2012)

      巻: - ページ: 672-677

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Faithfully Formalizing OSEK/VDX Operating System Specification2012

    • 著者名/発表者名
      Dieu-Huong Vu, Toshiaki Aoki
    • 雑誌名

      Proc. of third International Symposium on Information and Communication Technology (SoICT 2012)

      巻: - ページ: 13-20

    • DOI

      10.1145/2350716.2350721

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Model Checking of OSEK/VDX OS Design Model Based on Environment Modeling2012

    • 著者名/発表者名
      Kenro Yatake, Toshiaki Aoki
    • 雑誌名

      Proc. of International Colloquium on Theoretical Aspect of Computing (ICTAC)

      巻: - ページ: 183-197

    • DOI

      10.1007/978-3-642-32943-2_15

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Invariant-preserved Transformation of State Machines from Equations into Rewrite Rules2012

    • 著者名/発表者名
      Min Zhang, Kazuhiro Ogata
    • 雑誌名

      Proceedings of the 19th Asia-Pacific Software Engineering Conference (19th APSEC), IEEE

      巻: - ページ: 511-516

    • DOI

      10.1109/APSEC.2012.99

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Algebraic Approach to Formal Analysis of Dynamic Software Updating Mechanisms2012

    • 著者名/発表者名
      Min Zhang, Kazuhiro Ogata, Kokichi Futatsugi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 19th Asia-Pacific Software Engineering Conference (19th APSEC), IEEE

      巻: - ページ: 664-673

    • DOI

      10.1109/APSEC.2012.100

    • 査読あり
  • [雑誌論文] モデル検査とテストによる車載オペレー ティングシステムのシームレスな検証2012

    • 著者名/発表者名
      青木利晃, 佐藤信, 谷充弘, 矢竹健朗
    • 雑誌名

      組込みシステムシンポジウム論文集

      巻: - ページ: 178-187,

    • 査読あり
  • [雑誌論文] モデル検査ツールにより出力された反例に基づく誤り特定手法2012

    • 著者名/発表者名
      陳適, 青木利晃
    • 雑誌名

      日本ソフトウェア科学会 ソフトウェア工学の基礎ワークショップ論文集

      巻: - ページ: 27-32

    • 査読あり
  • [雑誌論文] UMLに基づくRTOS設計検証のための環境自動生成法2012

    • 著者名/発表者名
      矢竹健朗, 青木利晃
    • 雑誌名

      日本ソフトウェア科学会 学会誌 コンピュータソフトウェア

      巻: 29-3 ページ: 121-142

    • 査読あり
  • [学会発表] モデル検査器により出力された反例に基づく誤り特定に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      陳適, 青木利晃
    • 学会等名
      情報処理学会 第177回ソフトウェア工学研究会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20120719-20120720
  • [備考] CafeOBJ Official Site

    • URL

      http://www.ldl.jaist.ac.jp/cafeobj/

  • [備考] JAIST Research Center for Software Verification

    • URL

      http://www.jaist.ac.jp/rcsv/index_e.html

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公開日: 2014-07-24  

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