並行ソフトウェアの正確かつ高速な実行時検査

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K00093
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 荒堀 喜貴 東京工業大学, 情報理工学院, 助教 (50613460)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 並行処理 / 並行バグ / プログラム解析 / 実行時検査

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，複数の処理が並行するソフトウェア（並行ソフトウェア）を実行時に正確かつ高速に検査する方式の実現を目的とする．ソフトウェアの実行時検査とは，ソフトウェアの実行状態を観測して得られるデータからバグや脆弱性を検出する技術であり，ソフトウェアの信頼性やセキュリティの向上に役立つ．しかし，従来の実行時検査は並行ソフトウェアに対しバグや脆弱性を正確かつ高速に検査できないという問題点がある．本研究はこの問題の解決を目的とする．
本年度は並行処理の正確な実行時検査を実現するために，並行ソフトウェアの実行状態を正確に補足するメタデータ表現を検討した．具体的な応用例として競合検査を対象に，従来の実行時検査方式では正確に検査できない並行処理のサンプルコードを収集・分析し，検査の正確化に必要なメタデータ属性を設計した．設計したメタデータ属性を活用する競合検査ツールのプロトタイプ実装を行い，競合検査精度の向上効果を計測した．その結果，複合データ構造に対し複数のスレッドが多様な様式でアクセスするケースにおいて，本研究のメタデータ属性が競合検査を正確化できることが分かった．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度の研究実施計画は，並行処理の正確な実行時検査を支えるメタデータ表現の検討であり，競合検査を具体例として検査を正確化させるメタデータ表現の設計とプロトタイプ実装を達成できた．このため，研究はおおむね順調に進展している．

Strategy for Future Research Activity

本研究は今後，次の計画で推進する．まず，正確な競合検査を実現するメタデータ表現に対し検査を高速化する方式を実現する．ここで，検査の並列化や検査精度を維持するメタデータ簡約法などを検討する．次に，競合以外の多様な並行バグ及び脆弱性に対し有効なメタデータ表現およびその高速処理方式を実現し，それらに基づく検査精度・効率を評価する．

Causes of Carryover

本年度に予定していた次年度以降の実験環境の構築および本年度の研究成果の発表を次年度に実施することになったため．

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度使用額は，次年度以降の実験環境の構築および本年度の研究成果の発表のための諸費用に充てる．