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2013 年度 実績報告書

クラウドコンピューティングミドルウェアのソフトウェアモデル検査手法

研究課題

研究課題/領域番号 23240003
研究機関東京大学

研究代表者

萩谷 昌己  東京大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (30156252)

研究分担者 山本 光晴  千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00291295)
横山 重俊  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 特任教授 (10600968)
ARTHO Cyrille  独立行政法人産業技術総合研究所, 情報セキュリティ研究センター, 研究員 (30462831)
田辺 良則  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 特任教授 (60443199)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワード仕様記述・仕様検証 / ソフトウェアモデル検査 / クラウドコンピューティング
研究概要

研究実施計画に記載の項目に従って進捗を述べる.
(1) ノンブロッキングIO については,実アプリケーションへの適用を行い,OSSのウェブサーバの不具合を検出して,有用性を示した.また,UDPプロトコルサポートを実現した.さらに,当初計画にない以下の2点を追加実施した.一つはnet-iocacheの設計見直しで,SUTとピアが整合していることに関する制約を緩和することを目指している.もう一つは,中心化方式からの技術の取り込みであり,具体的にはnative codeの自動処理を可能にする拡張を開始し,設計までを行った.
(2) モデルベーステストツールModbatは,前年度のプロトタイプを発展させ,Scala上に実現したDSLを持つテストツールとして公開した.JPF用のjava.nioライブラリの他,SAT solverへの適用でも実際に不具合を検出し,有効性を示した.
(3) マスター・スレーブモデル検査では,検証モデルを同期通信から非同期通信に変更した.アルゴリズムの再定義を完了し,その正当性も示した.プロトタイプ実装を行い評価した結果,性能を得るために設計変更が必要であることが判明したため,具体案の検討を行った.
(4) ディプロイメントについては,引き続き運用時の環境構築に力点をおいている.この見地から,新しい仮想マシン間通信方法の考案,および,運用時の通信を監視するアーキテクチャの考案を行った.また,事例研究として,OpenFlow方式のSDNネットワークモデルを本課題のライブラリを用いて検証し,プロトコルサポート等に関するフィードバックを得た.

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

本年度の研究遂行に伴い,中期的に重点項目と考えている多様なプロトコルへの対応の検討を行った結果,net-iocacheの再構築が重要であるとの認識で研究グループ内が一致し,当初の予定にない研究項目として取組を行った.また,中心化方式の一部取り込みも,予定外の項目であり,検証者に要求する工数を大きく下げるために有用である.それだけではなく,本年度より開始したNASAの研究者との協力の枠組みによるものでもあり,協力関係の発展という見地からも重要視する価値があると判断している.これらの2件を追加した結果,個々の研究項目の状況も勘案しつつ,本年度における優先度を再検討した.この結果,当初予定していた本年度の実施項目からJPF7, ModbatのZookeeper APIへの適用等の数項目が落とされることになったが,全体的には,当初予定した項目を質的に上回る内容の実現および新しい取組の開始ができたと考えている.

今後の研究の推進方策

研究内容としては,基本的に従来の項目を引き継いでいくが,特にnet-iocacheの再設計を重視していく.これは単にソフトウェアの設計のやり直しではなく,(中心化方式に対して) 本方式が必然的に持っている整合性確保のとらえ方の問題である.この意味で,実装だけでなく,理論面の整備もあわせて進める.
研究体制については,NASAをはじめとした海外でJPFを用いて研究しているグループとの連携をより一層強化していく.JPF workshop への継続的な参加の他,昨年日本で実施されたJPFセミナーのような企画を,本課題の枠組みの中で実施していくことも視野に検討する.また,実装技術に関しては,本課題に近い興味を持っている大学院生等の研究協力者の方向と合致する部分を見極めて,双方の研究において役立つような効果が得られるようにする.さらに,特にモデルベーステストに関しては,本課題の研究項目の中でも,実際の開発現場におけるニーズに近いものがある.現場の技術者の経験をフィードバックさせられるような仕組みを模索する.

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Modular Software Model Checking for Distributed Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Watcharin Leungwattanakit, Cyrille Artho, Masami Hagiya, Yoshinori Tanabe, Mitsuharu Yamamoto, and Koichi Takahashi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Software Engineering

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/TSE.2013.49

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Software Model Checking for Distributed Systems with Selector-Based, Non-blocking Communication2013

    • 著者名/発表者名
      Cyrille Artho, Masami Hagiya, Richard Potter, Yoshinori Tanabe, Franz Weitl, and Mitsuharu Yamamoto
    • 雑誌名

      28th IEEE/ACM International Conference on Automated Software Engineering

      巻: - ページ: 169-179

    • DOI

      10.1109/ASE.2013.6693077

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modbat: A Model-Based API Tester for Event-Driven Systems2013

    • 著者名/発表者名
      Cyrille Valentin Artho, Armin Biere, Masami Hagiya, Eric Platon, Martina Seidl, Yoshinori Tanabe, and Mitsuharu Yamamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 9th Haifa Verification Conference, Lecture Notes in Computer Science

      巻: 8244 ページ: 112-128

    • DOI

      10.1007/978-3-319-03077-7_8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] クラウド環境における仮想マシン間通信の最適化に関する検討2013

    • 著者名/発表者名
      松本敦嗣, 横山重俊
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 113(303) ページ: 1-5

  • [雑誌論文] アスペクト指向言語を利用したソフトウェアモデル検査手法2013

    • 著者名/発表者名
      古賀陽一郎,田辺良則
    • 雑誌名

      ソフトウェア工学の基礎

      巻: 20 ページ: 203-208

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Java PathFinderにおける探索打ち切りポリシーを用いたヒューリスティック探索2013

    • 著者名/発表者名
      前岡 淳, 田辺 良則, 石川 冬樹
    • 雑誌名

      コンピュータ・ソフトウェア

      巻: 30(3) ページ: 109-122

    • DOI

      10.11309/jssst.30.3_109

    • 査読あり
  • [学会発表] Network traffic optimization architecture for scalability in academic inter-cloud computing environments2014

    • 著者名/発表者名
      Shigetoshi Yokoyama, Atsushi Matsumoto and Nobukazu Yoshioka
    • 学会等名
      International Workshop on Hot Topics in Cloud service Scalability
    • 発表場所
      Clyde Court Hotel, Dublin (アイルランド)
    • 年月日
      20140322-20140322
  • [学会発表] アスペクト指向言語を利用したソフトウェアモデル検査手法2013

    • 著者名/発表者名
      古賀陽一郎,田辺良則
    • 学会等名
      第20回 ソフトウェア工学の基礎ワークショップ (FOSE 2013)
    • 発表場所
      ゆのくに天祥 (石川県)
    • 年月日
      20131129-20131129
  • [学会発表] フィールドアクセスに着目したモデル検査の効率化2013

    • 著者名/発表者名
      前岡 淳, 田辺 良則, 石川 冬樹
    • 学会等名
      第20回 ソフトウェア工学の基礎ワークショップ (FOSE 2013)
    • 発表場所
      ゆのくに天祥 (石川県)
    • 年月日
      20131129-20131129
  • [学会発表] Software Model Checking for Distributed Systems with Selector-Based, Non-Blocking Communication2013

    • 著者名/発表者名
      C. Artho, M. Hagiya, R. Potter, Y. Tanabe, F. Weitl, M. Yamamoto
    • 学会等名
      28th Int. Conf. on Automated Software Engineering
    • 発表場所
      Crowne Plaza Cabana(米国、カリフォルニア州)
    • 年月日
      20131111-20131115
  • [学会発表] Modbat: A Model-based API Tester for Event-driven Systems2013

    • 著者名/発表者名
      C. Artho, A. Biere, M. Hagiya, M. Seidl, E. Platon, Y. Tanabe, M. Yamamoto
    • 学会等名
      9th Haifa Verification Conference
    • 発表場所
      IBM Research(イスラエル、Haifa)
    • 年月日
      20131105-20131107
  • [学会発表] With an Open Mind: How to Write Good Models2013

    • 著者名/発表者名
      C. Artho, K. Hayamizu, R. Ramler, Y. Yamagata
    • 学会等名
      2nd Int. Workshop on Formal Techniques for Safety-Critical Systems (FTSCS 2013)
    • 発表場所
      Crowne Plaza Hotel, Queenstown (ニュージーランド)
    • 年月日
      20131029-20131029
  • [学会発表] The Quest for Precision: A Layered Approach for Data Race Detection in Static Analysis2013

    • 著者名/発表者名
      J. Mund, R. Huuck, A. Fehnker, C. Artho
    • 学会等名
      11th Int. Symposium on Automated Technology for Verification and Analysis
    • 発表場所
      ベトナム国立大学(ベトナム、ハノイ)
    • 年月日
      20131015-20131018
  • [学会発表] Java PathFinderを使用したOpenFlowコントローラのモデル検査2013

    • 著者名/発表者名
      穂浪勇利,田辺良則,萩谷昌己
    • 学会等名
      第30回 日本ソフトウェア科学会大会
    • 発表場所
      東京大学 (東京都)
    • 年月日
      20130912-20130912
  • [学会発表] Analyzing Multi-process Java Program by Automatic Centralization2013

    • 著者名/発表者名
      L. Ma, C. Artho, H. Sato
    • 学会等名
      2nd IEEE Int. Workshop on Tools in Process
    • 発表場所
      京都テルサ(京都)
    • 年月日
      20130722-20130726
  • [学会発表] Model-based Testing for Verification Backends2013

    • 著者名/発表者名
      A. Biere, M. Seidl, C. Artho
    • 学会等名
      Tests and Proofs (TAP) 2013
    • 発表場所
      ブダペスト(ハンガリー)
    • 年月日
      20130618-20130619

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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