2025/03/16 更新

写真a

マツバラ ユタカ
松原 豊
MATSUBARA Yutaka
所属
大学院情報学研究科 情報システム学専攻 情報プラットフォーム論 准教授
大学院担当
大学院情報学研究科
学部担当
情報学部 コンピュータ科学科
職名
准教授
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学位 1

  1. 博士(情報科学) ( 2011年3月   名古屋大学 ) 

研究分野 1

  1. 情報通信 / ソフトウェア

所属学協会 3

  1. Institute of Electrical and Electronics Engineers

  2. 情報処理学会

  3. 電子情報通信学会

受賞 4

  1. 優秀論文賞

    2023年7月   マルチメディア、分散、協調とモバイルシンポジウム(DICOMO2022)   ブロックチェーンを活用した IoT機器のソフトウェア更新フレームワーク

    中西遼太, 松原豊, 高田広章

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞 

  2. 第19回ディペンダブルシステムワークショップ(DSW 2021) 最優秀論文発表賞

    2021年12月   日本ソフトウェア科学会   MaaSの高信頼化を目的としたレジリエンスエンジニアリング手法

    周正書, 松原豊, 高田広章

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞 

  3. 情報処理学会論文誌ジャーナル/JIP特選論文

    2021年3月   情報処理学会   ミドルウェアに対するCoverage-based Greybox Fuzzingの適用

    伊藤弘将、松原 豊、高田広章

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    受賞区分:学会誌・学術雑誌による顕彰 

    論文誌ジャーナル及びJIP(Journal of Information Processing)に掲載の論文より多くの研究者が参照すべき論文に対し特選論文(英語名:Specially Selected Paper)の名称を与える。

  4. 第6回ソフトウェア論文賞 (2019年度)

    2020年9月   日本ソフトウェア科学会  

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    受賞区分:学会誌・学術雑誌による顕彰 

 

論文 40

  1. Transforming concurrent programs with semaphores into logically constrained term rewrite systems

    Kojima, M; Nishida, N; Matsubara, Y

    JOURNAL OF LOGICAL AND ALGEBRAIC METHODS IN PROGRAMMING   143 巻   2025年2月

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    出版者・発行元:Journal of Logical and Algebraic Methods in Programming  

    In this paper, as a first step of modeling concurrent programs by logically constrained term rewrite systems (LCTRSs, for short), we show transformations of concurrent programs with semaphore-based exclusive control into LCTRSs. To this end, we show how to encode configurations of concurrent programs with a fixed number of processes. Then, we show how to encode some well-known operations for semaphores by rewrite rules, showing two transformations of concurrent programs with semaphores into LCTRSs. We adopt list-using and list-free approaches to the encoding of waiting queues for semaphores in LCTRSs. While the former straightforwardly uses lists, the latter uses a so-called take-a-number system in order to avoid using any recursive data structures for waiting queues.

    DOI: 10.1016/j.jlamp.2024.101033

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  2. A Decision Support Scheme for Safe and Efficient Transportation of Hazardous Materials

    Zhou, ZS; Matsubara, Y; Takada, H

    IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS   26 巻 ( 1 ) 頁: 309 - 322   2025年1月

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    出版者・発行元:IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems  

    The demand for hazardous materials (HazMat) logistics is on the rise, and the importance of safety engineering of HazMat logistics is clear. Freight services based on intelligent transportation systems (ITS) offer a more secure, efficient, and environmentally-friendly method of HazMat logistics. At the same time, the voice of digital transformation (DX) in logistics continues to grow. However, there are currently some barriers to the digital transformation of the HazMat logistics industry, in which safety is always prioritized. One of the issues is how to promote the use of information technology in the logistics business process in a reasonable and orderly manner, given limited funds and technology, while also ensuring safety and improving the business process. Existing safety analysis methods, such as the Functional Resonance Analysis Method (FRAM) and its quantitative expansion, can be used to identify safety risks and make safety recommendations for business process improvement, but they cannot assist us with the rationale for DX decision making. To close the gap, we present in this article an optimization method of HazMat transportation safety engineering based on FRAM, which will assist HazMat logistics companies in making decisions regarding the implementation of ITS. We use the HazMat transportation of a Japanese logistics company as an example to verify and validate the proposed decision support scheme.

    DOI: 10.1109/TITS.2024.3490635

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  3. Consensus-Based Resilience Assurance for System of Systems Open Access

    Zhang, HJ; Matsubara, Y

    IEEE ACCESS   13 巻   頁: 20203 - 20217   2025年

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    出版者・発行元:IEEE Access  

    The complexity of a System of Systems makes resilience one of its key attributes. Numerous studies have focused on the quantitative assessment of resilience by trailing indicators, yet discussions on resilience assurance through monitoring leading indicators remain scarce. Resilience assurance in SoS faces two major challenges: lack of structured argumentation work related to resilience and conflicts among multiple independent stakeholders. To address these challenges, this paper first introduces a resilience argumentation approach based on STAMP (Systems-Theoretic Accident Model and Processes), then employs cooperative consensus process model to seek consensus on resilience assurance. Additionally, under the requirements of the international standard IEC 62853 for open systems dependability, a consensus based resilience assurance framework is proposed. Within the framework, the resilient team can discuss the specific implementation details of failure response, accountability, and change accommodation based on stakeholder consensus. Finally, two SoS case studies, Microgrid and Mobility as a Service, are used to demonstrate the application of the proposed approach.

    DOI: 10.1109/ACCESS.2025.3535519

    Open Access

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  4. Monitor and Analyze Rare ROS2 Performance Issues with A Unified Tracing Framework

    Li Y., Matsubara Y., Takada H., Funahashi S., Kawashima H.

    ACM International Conference Proceeding Series     頁: 95 - 104   2024年12月

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    出版者・発行元:ACM International Conference Proceeding Series  

    This paper proposes an open-source unified tracing framework to deal with rare performance issues for ROS2 applications. It is able to monitor the running system and capture a system-wide trace file for each detected issue to enable detailed analysis. The required resource usage is greatly reduced compared to existing tracing solutions, which allows our framework to be used in production environment. Because the design has high extensibility and interoperability, popular visualization and analysis can effortlessly collaborate with our framework. A real-time ROS2 demo application is used to evaluate the efficiency and functionality, and the results show that the proposed method can successfully obtain helpful trace files to solve performance issues with a small overhead.

    DOI: 10.1145/3698062.3698075

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  5. Race Directed Fuzzing for More Effective Concurrency Testing

    Ito H., Matsubara Y., Takada H.

    ACM International Conference Proceeding Series     頁: 1 - 6   2024年12月

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    出版者・発行元:ACM International Conference Proceeding Series  

    Concurrency bugs can be tricky to identify and resolve because they rely on subtle timing or ordering issues that are hard to replicate. Schfuzz is a technique that helps to conduct concurrency tests by fuzzing and can detect concurrency bugs more efficiently and effectively than traditional feedback-guided fuzzing. However, Schfuzz may only sometimes be an effective method since it monitors access to all shared memories, even when they are not involved in such issues. To improve Schfuzz’s effectiveness, we propose a new approach focusing on shared memories with data races. Our method first uses data race detectors to identify potential data races and then instructs Schfuzz to explore concurrency bugs in shared memory regions where data races occur. We have implemented a prototype of our proposed method and conducted experiments to measure its improvement over Schfuzz. As a result, the proposed method has detected the potential concurrency bugs significantly faster than vanilla Schfuzz in 7 of 11 targets with data races.

    DOI: 10.1145/3698062.3698063

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  6. Reaching Consensus on System-of-Systems Resilience Assurance: A Case of Mobility as a Service

    Zhang, HJ; Matsubara, Y; Takada, H

    COMPUTER SAFETY, RELIABILITY, AND SECURITY. SAFECOMP 2024 WORKSHOPS   14989 巻   頁: 200 - 212   2024年

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    出版者・発行元:Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics)  

    Understanding and ensuring the resilience of the System of Systems (SoS) is a critical concern in SoS construction. This paper presents a framework to assure SoS resilience from a multi-stakeholder perspective. It begins by using System Theoretic Process Analysis (STPA) to identify properties within the SoS control structure that is related to resilience, starting from stakeholders’ potential losses. Subsequently, a consensus process model based on cooperative game is employed to facilitate stakeholder consensus on the requirements of these properties. The analysis process and consensus outcomes are organized and visualized using Goal Structuring Notation (GSN). To illustrate the proposed approach, Mobility as a Service (MaaS) is employed as a case study in this paper.

    DOI: 10.1007/978-3-031-68738-9_15

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  7. Multilingual Investigation of Cross-Project Code Clones in Open-Source Software for Internet of Things Systems Open Access

    Zhu, WQ; Yoshida, N; Matsubara, Y; Takada, H

    IEEE ACCESS   12 巻   頁: 179104 - 179118   2024年

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    出版者・発行元:IEEE Access  

    The prevalence and impact of code clones in software systems have been widely studied in the past few decades. However, the focus has primarily been on intra-project clones. Our work comprehensively investigates cross-project code clones in open-source software for Internet of Things (IoT) systems across multiple programming languages. This work addresses the prevalence of cross-project code clones in IoT systems and their impact on software maintainability. We collected 122 IoT system repositories in nine languages from GitHub and grouped them according to their primary functionality in IoT systems. We used MSCCD, a multilingual code clone detector to detect Type-3 code clones for each group. The results show that cross-project clones exist in more than 30% of the projects, particularly in communication-related functionalities. We tracked the historical evolution of these clones and classified them according to the revision history and changing trend of similarity. The results show that 95% cross-project clones are untouched. Moreover, clones with decreasing similarities were over 72%. Therefore, the same clone detector may no longer detect these clones. We also investigated whether these cross-project code clones lead to defect propagation by analyzing the commit message to determine the commits that fixed a defect. We identified nine defect propagation instances, of which seven remain unfixed. Our work contributes to understanding cross-project code clones, highlighting the importance of automated clone management tools for improving the quality and security of IoT system software to mitigate the risks associated with unresolved defects and inconsistencies in IoT software development.

    DOI: 10.1109/ACCESS.2024.3506013

    Open Access

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  8. 分散リアルタイムシステムとしての車載制御システム

    高田 広章, 松原 豊

    システム/制御/情報   67 巻 ( 12 ) 頁: 482 - 487   2023年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 システム制御情報学会  

    DOI: 10.11509/isciesci.67.12_482

    CiNii Research

  9. Resilience analysis and design for mobility-as-a-service based on enterprise architecture modeling Open Access

    Zhou, ZS; Matsubara, Y; Takada, H

    RELIABILITY ENGINEERING & SYSTEM SAFETY   229 巻   2023年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:Reliability Engineering and System Safety  

    The development of a service that integrates multiple systems, platforms, and businesses, such as Mobility as a Service (MaaS), has attracted the attention of engineers and scholars. However, because of the complexity of the interactions of its subsystems, it is difficult to ensure the reliability of an integrated service, and the analysis approach of the individual subsystems that influence each other is insufficient. Even though many studies on functional safety for road vehicles have been conducted, there are currently no theoretical or experimental reports on MaaS reliability issues at the service level. To fill the void, we propose in this paper a resilience analysis method to facilitate the development of reliable mobility services. As a result, we proposed a novel MaaS resilience analysis and design method. We contend that a connection with enterprise architecture modeling helps to address resilience concerns for MaaS reliability. The claim is based on the close connection between resilience and reliability. Furthermore, we conduct a controlled experiment to demonstrate the efficacy of the proposed method and compare it quantitatively to a referenced method.

    DOI: 10.1016/j.ress.2022.108812

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  10. Schfuzz: Detecting Concurrency Bugs with Feedback-Guided Fuzzing Open Access

    Ito, H; Matsubara, Y; Takada, H

    PROCEEDINGS OF THE 18TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON EVALUATION OF NOVEL APPROACHES TO SOFTWARE ENGINEERING, ENASE 2023   2023-April 巻   頁: 273 - 282   2023年

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    出版者・発行元:International Conference on Evaluation of Novel Approaches to Software Engineering, ENASE - Proceedings  

    It is challenging to detect concurrency bugs with fuzzing. There are two main reasons for this. First, manifesting them by exploring input space is inefficient because they only occur under specific interleavings. Second, re-giving an input detected a bug in a fuzzing campaign does not necessarily reproduce the bug because typical runtimes do not schedule threads deterministically. This research proposes Schfuzz, a novel approach for detecting concurrency bugs with feedback-guided fuzzing. This approach executes programs under test deterministically based on test cases generated by fuzzers. In addition, it feeds back dynamic memory-access orders to aid fuzzers in detecting concurrency bugs more efficiently and effectively. We evaluate Schfuzz with a hand-made motivating example and four benchmark programs from SCTBench (Thomson et al., 2016). The result shows that it can detect concurrency bugs more efficiently and effectively than traditional feedback-guided fuzzing.

    DOI: 10.5220/0011722100003464

    Open Access

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  11. Developing Reliable Digital Healthcare Service Using Semi-Quantitative Functional Resonance Analysis Open Access

    Zhou, ZS; Matsubara, Y; Takada, H

    COMPUTER SYSTEMS SCIENCE AND ENGINEERING   45 巻 ( 1 ) 頁: 35 - 50   2023年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:Computer Systems Science and Engineering  

    Since entering the era of Industry 4.0, the concept of Healthcare 4.0 has also been put forward and explored by researchers. How to use Information Technology (IT) to better serve people’s healthcare is one of the most featured emerging directions in the academic circle. An important field of Healthcare 4.0 research is the reliability engineering of healthcare service. Because healthcare systems often affect the health and even life of their users, developers must be very cautious in the design, development, and operation of these healthcare systems and services. The problems to be solved include the reliability of business process, system functions, and personal healthcare data. The Functional Resonance Analysis Method (FRAM) has been applied in reliability engineering for safety-critical systems in available studies, using both qualitative and quantitative approaches. However, the method has not been applied in the field of digital healthcare services development. Therefore, to narrow the gap, we present in this paper a semi-quantitative functional resonance analysis method to develop reliable healthcare services for diabetics. Moreover, this paper has tried to improve the reliability design of the service-oriented architecture (SOA) of traditional insulin pump therapy by system thinking.

    DOI: 10.32604/csse.2023.030848

    Open Access

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  12. A Quantitative Approach for System of Systems' Resilience Analyzing Based on ArchiMate

    Zhang, HJ; Matsubara, Y; Takada, H

    COMPUTER SAFETY, RELIABILITY, AND SECURITY, SAFECOMP 2023 WORKSHOPS   14182 巻   頁: 47 - 60   2023年

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    出版者・発行元:Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics)  

    With the development of IT technology and the increasing demand for service integration, the widespread application of System of Systems (SoS) is inevitable in the era to come. Among numerous key issues related to SoS, analyzing the resilience of SoS is a challenging problem. Although many studies and discussions for system engineering have provided solutions for this problem, two significant characteristics of SoS, which are the independence of Constituent systems (CSs) and the involvement of multiple stakeholders, are ignored. Based on these two characteristics, this paper proposed a quantitative method for analyzing the resilience of SoS. The method includes visual modeling of the SoS using the EA tool ArchiMate, quantitatively simulating the model based on defining the value of service capacities of the CSs and evaluating and designing resilience from multiple stakeholders’ perspectives. Finally, a case study based on Mobility as a Service (MaaS) is presented. By analyzing resilience of MaaS, the critical node is identified, and by resilience redesign, the resilience of the SoS is improved after enhancement.

    DOI: 10.1007/978-3-031-40953-0_5

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  13. Design and Implementation of RTOS-Aware Control-Flow Integrity Mechanism for Microcontroller-Based Systems

    KAWADA Tomoaki, HONDA Shinya, MATSUBARA Yutaka, TAKADA Hiroaki

    コンピュータ ソフトウェア   39 巻 ( 2 ) 頁: 2_39 - 2_68   2022年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本ソフトウェア科学会  

    <p>CFI (Control-Flow Integrity) is a class of defensive techniques against control-flow attacks such as Return-Oriented Programming. We propose a lightweight CFI scheme for RTOS-based applications, <I>TZmCFI</I>, which utilizes TrustZone for Armv8-M, a hardware-assisted security feature for embedded systems with tight resource constraints. TZmCFI embodies several existing CFI techniques to provide a self-contained toolset for building an instrumented application. The toolset is comprised of a modified LLVM-based compiler and a runtime library called <I>Monitor</I>. The modified LLVM code generator implements the traditional shadow stack technique by inserting calls to Monitor. To protect exception handlers, Monitor replaces an application's exception vector table and wrap interrupt handlers with <I>exception trampolines</I>, which implement variations of the <I>shadow exception stack</I> technique we proposed in our previous work. The performance evaluation on NXP Semiconductors LPC55S69 indicated a <I>-</I>7–35% increase in the execution times of FreeRTOS+MPU system calls and a 9.36% runtime overhead on CoreMark.</p>

    DOI: 10.11309/jssst.39.2_39

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  14. Quantitative Security Assurance Case for In-vehicle Embedded Systems

    Zhou, ZS; Matsubara, Y; Takada, H

    2021 IEEE INTL CONF ON DEPENDABLE, AUTONOMIC AND SECURE COMPUTING, INTL CONF ON PERVASIVE INTELLIGENCE AND COMPUTING, INTL CONF ON CLOUD AND BIG DATA COMPUTING, INTL CONF ON CYBER SCIENCE AND TECHNOLOGY CONGRESS DASC/PICOM/CBDCOM/CYBERSCITECH 2021     頁: 43 - 50   2021年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:Proceedings - 2021 IEEE International Conference on Dependable, Autonomic and Secure Computing, International Conference on Pervasive Intelligence and Computing, International Conference on Cloud and Big Data Computing and International Conference on Cyber Science and Technology Congress, DASC/PiCom/CBDCom/CyberSciTech 2021  

    Technological advances are transforming the automotive industry by increasing the number of computer-controlled auto components that provide information to remote systems through various means of communication. The changes have created new opportunities for cyber-attacks. To enable the engineering of in-vehicle embedded systems within road vehicles to keep up with changing technology and attack methods, in this year, ISO and SAE will jointly release the international standard ISO/SAE 21434. However, to date there are few studies about how to apply the standard to academia and industry. To fill this gap, the paper proposes an approach to develop assurance cases for cybersecurity argument of road vehicle in compliance with ISO/SAE 21434. We analyze the standard, and then propose a model-based approach to automotive cybersecurity assurance. After that, case studies are carried out to verify the effectiveness of the proposed method. Finally, the paper is concluded by discussing the limitations and future directions of the study.

    DOI: 10.1109/DASC-PICom-CBDCom-CyberSciTech52372.2021.00022

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  15. A Performance Evaluation of Embedded Multi-core Mixed-criticality System Based on PREEMPT RT Linux Open Access

    Li Y., Matsubara Y., Takada H., Suzuki K., Murata H.

    Journal of Information Processing   31 巻 ( 0 ) 頁: 78 - 87   2023年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 情報処理学会  

    The use of Linux in the domain of embedded systems is growing very fast. Due to the complexity of hardware and software on Linux-based platforms, it is challenging to meet the performance requirements, especially for the mixed-criticality system with both real-time and best-effort tasks. We propose a reference design of Linux-based mixed-criticality system using PREEMPT RT patch to improve real-time performance and QEMU/KVM virtual machine to reduce interferences. An evaluation environment of the proposed design is built with recent software and hardware to investigate the performance characteristics via experimental measurements. We measure and analyze the baseline kernel latency, the system throughput and the real-time performance under multiple conditions. In detailed analysis, we reveal novel insights on the real-time capabilities and limitations of Linux-based embedded systems. The results show that our design can meet the 100 µs deadline goal of 1 kHz real-time task with high probability under various extreme interferences, and can deliver high throughput for best-effort workload.

    DOI: 10.2197/ipsjjip.31.78

    Open Access

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  16. BFQスケジューラにおけるストレージ I/O帯域保証による応答性向上

    長谷川博紀,松原豊,加藤寿和,山本整,水口武尚,高田広章

    第59回EMB合同研究発表会(ETNET2022)     2022年3月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)  

  17. 柔軟なCPUリソースアカウントのためのcgroupの拡張手法

    松下瑛佑,松原豊,高田広章

    第59回EMB合同研究発表会(ETNET2022)     2022年3月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)  

  18. MaaSの高信頼化を目的としたレジリエンスエンジニアリング手法

    周 正書,松原 豊,高田 広章

    第19回ディペンダブルシステムワークショップ (DSW 2021)     2021年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)  

  19. コンテナ型仮想化における低レベルランタイムの性能評価

    西村惇,李奕驍,松下瑛佑 ,松原豊,高田広章

    第58回組込みシステム研究発表会     2021年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)  

  20. Quantitative Security Assurance Case for In-vehicle Embedded Systems 査読有り

    Zhengshu Zhou, Yutaka Matsubara and Hiroaki Takada

    IEEE CyberSciTech/PICom/DASC/CDBCom 2021     2021年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

  21. TZmCFI: RTOS-Aware Control-Flow Integrity Using TrustZone for Armv8-M 査読有り Open Access

    Kawada, T; Honda, S; Matsubara, Y; Takada, H

    INTERNATIONAL JOURNAL OF PARALLEL PROGRAMMING   49 巻 ( 2 ) 頁: 216 - 236   2021年4月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:International Journal of Parallel Programming  

    Control-Flow Integrity (CFI) is a class of defensive techniques against control-flow attacks such as Return-Oriented Programming. We propose a light-weight CFI scheme for RTOS-based applications, TZmCFI, which utilizes TrustZone for Armv8-M, a hardware-assisted security feature for embedded systems with tight resource constraints. TZmCFI embodies several existing CFI techniques to provide a comprehensive protection. The traditional shadow stack technique is used to ensure stack integrity and validate function returns. To protect exception handlers, TZmCFI extends shadow exception stacks, which are a variant of the traditional shadow stack technique we proposed in our previous work, for RTOS integration and performance improvement. We conducted an experiment on Arm Versatile Express Cortex-M Prototyping System (V2M-MPS2+) to evaluate the run-time overhead of the proposed system.

    DOI: 10.1007/s10766-020-00673-z

    Open Access

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s10766-020-00673-z/fulltext.html

  22. アプリケーションからのストレージアクセス分析手法

    長谷川博紀, 松原豊, 加藤寿和, 山本整, 高田広章

    第56回EMB合同研究発表会(ETNET2021)     2021年3月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)  

  23. ハイパーバイザにおけるハードウェアの共有分析手法

    鈴木 健太, 松原 豊, 守谷 友和, 本谷 謙治, 岩切 英之, 高田 広章

    第56回組込みシステム合同研究発表会(ETNET2021)     2021年3月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)  

  24. ミドルウェアに対するCoverage-based Greybox Fuzzingの適用 査読有り

    伊藤 弘将, 松原 豊, 高田 広章

    情報処理学会論文誌   62 巻 ( 3 ) 頁: 877 - 890   2021年3月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  25. Agile Software Design Verification and Validation (V&V) for Automated Driving 査読有り

    Yixiao Li, Yutaka Matsubara, Daniel Olbrys, Kazuhiro Kajio, Hiroaki Takada

    Proceedings of FISITA 2020     2020年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

  26. Safety design concepts for statistical machine learning components toward accordance with functional safety standards

    Akihisa Morikawa, Yutaka Matsubara

    CoRR   abs/2008.01263 巻   2020年8月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

    In recent years, curial incidents and accidents have been reported due to
    un-intended control caused by misjudgment of statistical machine learning
    (SML), which include deep learning. The international functional safety
    standards for Electric/Electronic/Programmable (E/E/P) systems have been widely
    spread to improve safety. However, most of them do not recom-mended to use SML
    in safety critical systems so far. In practical the new concepts and methods
    are urgently required to enable SML to be safely used in safety critical
    systems. In this paper, we organize five kinds of technical safety concepts
    (TSCs) for SML components toward accordance with functional safety standards.
    We discuss not only quantitative evaluation criteria, but also development
    process based on XAI (eXplainable Artificial Intelligence) and Automotive SPICE
    to improve explainability and reliability in development phase. Fi-nally, we
    briefly compare the TSCs in cost and difficulty, and expect to en-courage
    further discussion in many communities and domain.

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2008.01263v1

  27. Transforming Concurrent Programs with Semaphores into Logically Constrained Term Rewrite Systems 査読有り

    Misaki Kojima, Naoki Nishida, Yutaka Matsubara

    Informal Proceedings of WPTE 2020     頁: 12   2020年6月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

  28. Towards Identifying and closing Gaps in Assurance of autonomous Road vehicleS -- a collection of Technical Notes Part 1 国際共著

    Robin Bloomfield, Gareth Fletcher, Heidy Khlaaf, Philippa Ryan, Shuji Kinoshita, Yoshiki Kinoshit, Makoto Takeyama, Yutaka Matsubara, Peter Popov, Kazuki Imai, Yoshinori Tsutake

    CoRR   abs/2003.00789 巻   2020年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

    This report provides an introduction and overview of the Technical Topic
    Notes (TTNs) produced in the Towards Identifying and closing Gaps in Assurance
    of autonomous Road vehicleS (Tigars) project. These notes aim to support the
    development and evaluation of autonomous vehicles. Part 1 addresses:
    Assurance-overview and issues, Resilience and Safety Requirements, Open Systems
    Perspective and Formal Verification and Static Analysis of ML Systems. Part 2:
    Simulation and Dynamic Testing, Defence in Depth and Diversity,
    Security-Informed Safety Analysis, Standards and Guidelines.

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2003.00789v1

  29. Towards Identifying and closing Gaps in Assurance of autonomous Road vehicleS -- a collection of Technical Notes Part 2 国際共著

    Robin Bloomfield, Gareth Fletcher, Heidy Khlaaf, Philippa Ryan, Shuji Kinoshita, Yoshiki Kinoshit, Makoto Takeyama, Yutaka Matsubara, Peter Popov, Kazuki Imai, Yoshinori Tsutake

    CoRR   abs/2003.00790 巻   2020年2月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

    This report provides an introduction and overview of the Technical Topic
    Notes (TTNs) produced in the Towards Identifying and closing Gaps in Assurance
    of autonomous Road vehicleS (Tigars) project. These notes aim to support the
    development and evaluation of autonomous vehicles. Part 1 addresses:
    Assurance-overview and issues, Resilience and Safety Requirements, Open Systems
    Perspective and Formal Verification and Static Analysis of ML Systems. This
    report is Part 2 and discusses: Simulation and Dynamic Testing, Defence in
    Depth and Diversity, Security-Informed Safety Analysis, Standards and
    Guidelines.

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2003.00790v1

  30. esprof: A Generic Profiling Infrastructure for Multi/Many-Core Embedded Systems 査読有り

    LI Yixiao, MATSUBARA Yutaka, TAKADA Hiroaki

    コンピュータ ソフトウェア   37 巻 ( 1 ) 頁: 1_54 - 1_67   2020年1月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本ソフトウェア科学会  

    <p>Embedded systems are moving to multi-core and many-core platforms to satisfy the ever-growing demand for computing power. Complex task like autonomous driving will include both real-time applications and high-performance applications. Research has shown that traditional RTOS can be optimized to provide good scalability for parallel computing. The lack of performance analysis tools, however, is one of the major obstacles for identifying bottlenecks.<br/>In this paper, we first discuss the characteristics and challenges of existing tools used in high-performance computing. To meet the requirements of embedded systems, a generic infrastructure for creating customized profilers flexibly and effortlessly is then presented. As an example, a scalable and optimized call graph profiler has been developed. At last, we evaluate our profiler and existing profiler by measuring benchmark application on a 36-core platform. The results show that our profiler can provide much higher accuracy with very low overhead.</p>

    DOI: 10.11309/jssst.37.1_54

    Scopus

    CiNii Research

  31. Energy-Aware Task Allocation for Heterogeneous Multiprocessor Systems by Using Integer Linear Programming 査読有り

    Yang Qin, Gang Zeng, Ryo Kurachi, Yutaka Matsubara, Hiroaki Takada,

    Journal of Information Processing   60 巻 ( 2 ) 頁: 136-148   2019年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.2197/ipsjjip.27.136

  32. IDH-CAN: A Hardware-Based ID Hopping CAN Mechanism With Enhanced Security for Automotive Real-Time Applications 査読有り

    Wufei Wu, Ryo Kurachi, Gang Zeng, Yutaka Matsubara, Hiroaki Takada, Renfa Li, Keqin Li

      6 巻 ( 1 ) 頁: 54607-54623   2018年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/ACCESS.2018.2870695

  33. Execution-variance-aware task allocation for energy minimization on the big.LITTLE architecture 査読有り

    Yang Qin, Gang Zeng, Ryo Kurachi, Yutaka Matsubara, Hiroaki Takada

    ELSEVIER Sustainable Computing: Informatics and Systems     2018年10月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/doi:10.1016/j.suscom.2018.10.001

  34. IoT機器への適用に向けたTLS1.3の性能評価

    小松大河, 松原豊, 高田広章

    コンピュータセキュリティシンポジウム2018論文集   2018 巻 ( 2 ) 頁: 569 - 576   2018年10月

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    記述言語:日本語  

  35. Energy-Aware Task Allocation for Large Task Sets on Heterogeneous Multiprocessor Systems 査読有り

    Yang Qin, Gang Zeng, Ryo Kurachi, Yutaka Matsubara, Hiroaki Takada

    Proceedings of 16th International Conference on Embedded and Ubiquitous Computing (EUC)     頁: 158-165   2018年10月

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    記述言語:英語  

  36. ブロックチェーン技術を用いたIoT機器向けセキュアアップデートフレームワーク 査読有り

    長柄啓悟, 松原豊, 高田広章

    組込みシステムシンポジウム2018論文集   2018 巻   頁: 36-39   2018年8月

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    記述言語:日本語  

  37. Arm TrustZone for Armv8-M を利用したマルチタスク対応 CFI の検討 査読有り

    河田智明, 本田晋也, 松原豊, 高田 広章

    組込みシステムシンポジウム2018論文集   2018 巻   頁: 71 - 74   2018年8月

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    記述言語:日本語  

  38. ROS2と軽量DDSの組込みシステムに対する適用性評価

    小澤慶祐, 本田晋也, 松原豊, 高田広章, 加藤 寿和, 山本 整

    研究報告組込みシステム(EMB)   2018-EMB-48 巻 ( 2 ) 頁: 1-8   2018年6月

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    記述言語:日本語  

  39. つながる社会とクルマのセーフティ&セキュリティの動向と展望

    松原豊, 倉地亮, 高田広章

    自動車技術   72 巻 ( 5 ) 頁: 87-93   2018年5月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語  

  40. FRAM/STPA: Hazard Analysis Method for FRAM Model 査読有り

    Yoshinari Toda, Yutaka Matsubara, Hiroaki Takada

    Proceedings of FRAMily 2018     頁: 1-7   2018年5月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

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MISC 2

  1. MBSEツールを用いたAUTOSARプラットフォームのビジュアルモデリングと設計手法

    高田光隆, 松原豊  

    情報処理学会研究報告(Web)2022 巻 ( ARC-248 )   2022年

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  2. 新たなモビリティ時代のサイバーセキュリティ -セキュリティによるジャパン・ブランドの向上に向けて-:2.自動車分野のCASE革命とサイバーセキュリティ

    松原 豊, 倉地 亮, 高田 広章  

    情報処理61 巻 ( 4 ) 頁: 338 - 343   2020年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:情報処理学会 ; 1960-  

    自動車分野では,「CASE」というキーワードを中心として,新しい技術,サービスの開発が進み,100年に一度の革命だと言われている.CASEとは,Connected(繋がる),Autonomous(自動化),Shared&Services(共有&サービス),Electric(電動化)の略である*.一方で,車載システムの複雑化と大規模化がさらに進み,開発現場では,開発を効率化しながら,セーフティとセキュリティをどのように確保するかが重要な課題となっている.本稿では,CASE革命による車載システムの変化について述べ,セキュリティの課題を4つの視点で整理し,対策のポイントを考える. *CASEの略語については現時点でさまざまな定義が存在するが,本稿では,2016年に独Daimler社が発表した際の定義を用いる.詳細は,https://www.daimler.com/case/en/ を参照されたい.

    CiNii Books

    その他リンク: http://id.nii.ac.jp/1001/00203921/

講演・口頭発表等 19

  1. 組込みシステム開発におけるリスクマネジメントの現状と今後の方向性 招待有り

    松原豊

    Jasa 中部セミナー  2021年12月  JASA

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    開催年月日: 2021年12月

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

  2. IEC 62853の4観点を活用した,車載ソフトウェア開発における現場課題の分析 招待有り

    松原豊

    ET&IoT展2021 スペシャルセッション  2021年11月  一般社団法人 組込みシステム技術協会

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    開催年月日: 2021年11月

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

  3. Society 5.0におけるセーフティ&セキュリティの課題とDXによる解決支援 招待有り

    松原豊

    DXイノベーションチャレンジ2021  2021年8月  DXイノベーションチャレンジ 実行委員会

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年8月

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

  4. 組込み/IoTセキュリティ 招待有り

    松原豊

    NANO OPT Media Online  2021年7月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年7月

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

  5. 未知なるリスクに適応する社会的ガバナンスの構築に向けて 〜自動車分野を例に〜 招待有り

    松原豊

    JSAE オンラインフォーラム  2021年7月  JSAE

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年7月

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

  6. Society 5.0の安全,信頼性確保に向けた課題と解決アプローチ 招待有り

    松原豊

    第7回DEOS協会オープンシンポジウム  2021年6月  DEOS協会

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年6月

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

  7. 組込み機器のセキュリティ入門 招待有り

    松原豊

    組込み機器のセキュリティ入門講座  2021年2月15日  しまね産業振興財団/島根県産業技術センター

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年2月

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:オンライン  

  8. 自動車を取り巻く セーフティとセキュリティの現状と課題 招待有り

    松原豊

    電子情報通信学会情報ネットワーク(IN)研究会  2021年1月18日  電子情報通信学会情報ネットワーク研究会

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年1月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:オンライン  

  9. 車載システムの安全規格動向と電子デバイスへの期待 招待有り

    松原豊

    第7回電子デバイスフォーラム京都  2020年10月30日  日本電子デバイス産業協会

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年10月

    会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:京都  

  10. 組込みソフトウェアプラットフォームを理解する 招待有り

    松原豊

    セキュリティ・ネクストキャンプ2020  2020年10月25日  情報処理推進機構

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年10月 - 2020年12月

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:オンライン  

  11. 自動運転システムの総合信頼性と社会アーキテクチャ構築に向けて 招待有り

    松原豊

    JSAE オンラインフォーラム  2020年7月30日  自動車技術会

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年7月

    会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:オンライン  

  12. 開発が進むAUTOSAR Adaptive Platformの現状と課題 招待有り

    松原豊

    2019年度第3回スキルアップセミナー 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年12月

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:名古屋   国名:日本国  

  13. 車載制御システムの変遷とディペンダビリティ 招待有り

    松原豊

    第17回ディペンダブルシステムワークショップ 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:東京   国名:日本国  

  14. 自動運転を安心して運営・利用するには? 〜 IEC 62853を活用したアプローチ 〜 招待有り

    松原豊

    Embedded Technology&IoT Technology 2019 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年11月

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:横浜   国名:日本国  

  15. SEAMS & TIGARS プロジェクトの紹介 招待有り

    松原豊

    MaaS DIY Day 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年11月

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:札幌   国名:日本国  

  16. IEC 62853を活用したMaaSのディペンダビリティ解析 招待有り

    松原豊

    ソフトウェア品質シンポジウム2019 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:東京   国名:日本国  

  17. 組込みリアルタイムOSとIoTシステム演習 招待有り

    松原豊

    セキュリティキャンプ全国大会2019 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年8月

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:東京   国名:日本国  

  18. 自動運転サービスの継続的な安全性論証と標準化動向 招待有り

    松原豊

    Embedded System Technology and Innovation Conference 2019 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年7月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:東京   国名:日本国  

  19. 自動運転の安全性論証における IEC 62853の活用 招待有り

    松原豊

    第6回DEOS協会オープンシンポジウム 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:東京   国名:日本国  

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科研費 3

  1. 論理制約付き項書換えに関する余帰納法に基づくプログラム検証法の開発

    研究課題/研究課題番号:24K02900  2024年4月 - 2029年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    西田 直樹, 松原 豊, 中澤 巧爾

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    担当区分:研究分担者 

    近年,論理制約付き項書換えシステム(LCTRS)を用いたプログラム検証の研究が盛んになっている.本研究では,検証したいプログラムと性質それぞれをLCTRSとその検証問題に変換および帰着し,帰納法に基づいてその問題を解くプログラム検証法を開発する.帰着する検証問題には等価性問題および全パス到達可能性問題を採用し,その成否の検証を試みる.開発のための具体的な課題として,「等価性問題および全パス到達可能性問題の両方を扱う証明系の形式化と実装」,「等価性・実行時エラー非発生・メモリ安全性など様々な性質からLCTRSの検証問題への帰着」,「検証問題が決定可能となるプログラムと性質の特徴づけ」に取り組む.

  2. Society5.0を支えるシステムオブシステムズの総合信頼性論証フレームワーク

    研究課題/研究課題番号:22K04618  2022年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    松原 豊

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    本研究では,Society5.0社会に向けて普及が期待されるシステムオブシステムズを対象にその安全性,信頼性,セキュリティなどを包含する総合信頼性(ディペンダビリティ)の維持,向上を支援する論証フレームワークを構築する。この論証フレームワークを共通基盤として,専門知識が乏しい,ないしは専門分野の異なるステークホルダが一緒に総合信頼性について議論する場を提供する。
    複数の独立したシステムが連携しながらサービスを提供するシステムオブシステムについて,その総合信頼性を論証するためのフレームワークを構築することを目標に掲げている。研究2年目として予定していた研究を進め,研究成果を3本の研究論文にまとめることができた(1本目は国際会議に採録されて国際論文誌に投稿準備中である。2本目は国際会議に投稿済みである。3本目は国内研究会で発表済みである)。具体的な研究内容としては,論文の執筆を通じて,ArchiMateの課題と改善点について議論を進め,課題A3 評価結果に基づき,ArchiMateの課題と改善方法を明らかにする,という課題を実施した。さらに,2つの問い(問いB 特定のシステムに依存せず,抽象的な総合信頼性要件を,具体的なサービスに適用する際,どのように具体化できるのか?と,問いC SoSによるサービスの総合信頼性要件の判定結果を,多様なステークホルダが理解して合意を形成し,説明責任を果たすための論証をどのように生成できるか?)に対する3つの研究課題(課題B2 各要件の具体化項目を明確にし,GSNのコンテキストで表現する。このGSNを,総合信頼性要件のテンプレートとして構築する。課題C1 具体化した総合信頼性要件をもとに,対象SoSのサービスの総合信頼性を評価する。評価結果をGSNで表現し,要件,要件分割戦略,要件を満たす根拠を可視化する)を実施することができた。予定を前倒しして,課題C2 GSNをベースに,SoSによるサービスのライフサイクル(特に,開発段階と運用段階)で,総合信頼性分析を試行し,GSNを使った論証手法の妥当性を評価するという課題にも一部であるが取り組むことができた。
    研究計画の2年目として予定していた研究を進めることができた。具体的な研究内容としては,論文の執筆を通じて,ArchiMateの課題と改善点について議論を進め,課題A3 評価結果に基づき,ArchiMateの課題と改善方法を明らかにする,という課題を実施した。さらに,2つの問い(問いB 特定のシステムに依存せず,抽象的な総合信頼性要件を,具体的なサービスに適用する際,どのように具体化できるのか?と,問いC SoSによるサービスの総合信頼性要件の判定結果を,多様なステークホルダが理解して合意を形成し,説明責任を果たすための論証をどのように生成できるか?)に対する3つの研究課題(課題B2 各要件の具体化項目を明確にし,GSNのコンテキストで表現する。このGSNを,総合信頼性要件のテンプレートとして構築する。課題C1 具体化した総合信頼性要件をもとに,対象SoSのサービスの総合信頼性を評価する。評価結果をGSNで表現し,要件,要件分割戦略,要件を満たす根拠を可視化する)を実施することができた。予定を前倒しして,課題C2 GSNをベースに,SoSによるサービスのライフサイクル(特に,開発段階と運用段階)で,総合信頼性分析を試行し,GSNを使った論証手法の妥当性を評価するという課題にも一部であるが取り組むことができた。これらの研究成果は,3本の研究論文にまとめることができた(1本目は国際会議に採録されて国際論文誌に投稿準備中である。2本目は国際会議に投稿済みである。3本目は国内研究会で発表済みである)。
    引き続き,研究計画に従って研究を進めていく。研究課題B:総合信頼性要件の具体化手法の確立と適用について,課題B3(課題B3 複数のSoSに総合信頼性要件テンプレートを適用し,総合信頼性要件を導出する。)と,研究課題C:総合信頼性分析の試行と論証手法の確立課題について,課題C1 具体化した総合信頼性要件をもとに,対象SoSのサービスの総合信頼性を評価する。評価結果をGSNで表現し,要件,要件分割戦略,要件を満たす根拠を可視化すると,課題C2 GSNをベースに,SoSによるサービスのライフサイクル(特に,開発段階と運用段階)で,総合信頼性分析を試行し,GSNを使った論証手法の妥当性を評価する,という課題を実施する。研究協力者として当初2名の大学院生を予定していたが,現時点でも1名のみとなってしまっている。引き続き,次年度から1名の追加を試みる。

  3. IoTを支える高信頼組込みシステム向けセキュリティ脅威分析支援システム

    研究課題/研究課題番号:16K21097  2016年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    松原 豊

      詳細を見る

    本研究では,高信頼組込みシステムの安全性とセキュリティを両立するために,脅威分析手法の確立と,それを支援するコンピュータシステムの構築,セキュリティ対策手法の試作を目的とした。セキュリティ脅威の分析を支援するシステムとして,過去に見つかっている脅威リストから導出される キーワードをデータベース化し,分析対象のシステムの設計情報に対して,半自動的にキーワードを適用することで,人手による脅威分析を支援する手法を開発した。システムの設計段階で対策を組み込むために,既存の対策技術もデータベース化し,ファジング手法については試作も踏まえて,設計を支援する仕組みを構築した。

 

担当経験のある科目 (本学) 2

  1. 情報リテラシー

    2019

  2. 情報リテラシー

    2019