KÜBERNEETIKA INSTITUUT
Abstraktsiooni osast (arvuti)süsteemide turvalisuse ja
töökindluse tagamisel
Töökindlate arvutisüsteemide uurimise keskus (CDC)
Jaan Penjamettekanne tippkeskuste konverentsil 29.novembril 2006
29. novembril 2006 2
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
CDC partnerid
• Küberneetika Instituut
• TTÜ arvutiteaduse instituut
• TTÜ automaatika instituut
• TTÜ arvutitehnika instituut
• TÜ arvutiteaduse instituut
• TÜ Tehnoloogiainstituut
• Cybernetica AS
29. novembril 2006 3
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
Ülesanded
Algoritm teada
Pole arvutil lahendatavad
Praktikas arvutil
lahendatavad
Tõenäoliselt lahendatavad,
aga algoritm pole teada
29. novembril 2006 4
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
Tüüpiline süsteemi vigade ajalugu
29. novembril 2006 5
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
Abstraktsioon kui keerukuse vähendamise viis
Allikas: http://en.wikipedia.org/wiki/Abstraction
29. novembril 2006 6
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
Keelte ja mudelite adekvaatsusProgrammi näide:
29. novembril 2006 7
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
Keelte ja mudelite adekvaatsus
Kasutades teksti ja võrrandeid võib saada sellise objekti kirjelduse ...
…, kuigi taheti spetsifitseerida niisugust objekti:
29. novembril 2006 8
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
Spetsifitseerimiskeel, programmeerimiskeel …
• annab vahendi abstraktsiooni (mudeli, mõiste, algoritmi, … ) sissetoomiseks
• peaks olema soovitatavalt üheselt mõistetav
• formaalselt esitatav
29. novembril 2006 9
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
CDC tegevusvaldkond ja motivatsioon
• keeled ja mudelid
• suund kategooria-sarnaste formalismide kasutamine
29. novembril 2006 10
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
CDC tegevusvaldkond ja motivatsioon
• keeled ja mudelid
• suund kategooria-sarnaste formalismide kasutamine
29. novembril 2006 11
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
CDC tegevusvaldkond ja motivatsioon
• keeled ja mudelid
• suund kategooria-sarnaste formalismide kasutamine
F
29. novembril 2006 12
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
CDC töörühmad
•Arvutiteaduse matemaatilised alused ja programmeerimiskeelte tehnika (Tarmo Uustalu)
• Formaalmeetodid süsteemiarenduses (Jaan Penjam)
• Infoturve ja krüptograafia (Ahto Buldas)
•Digitaalsüsteemide disain ja testimine (Raimund Ubar)
29. novembril 2006 13
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
Arvutiteaduse matemaatilised alused ja programmeerimiskeelte tehnika
• Keelte tüübisüsteemide uurimine• Intermediaar- ja modaalloogikate semantika ning rakendused
programmikeeltes
• Tõestusteoreetilised uurimused konstruktiivsest hulgateooriast
• Meetodid magasinikoodi valideerimiseks ja tüübikontrolliks (korrektsuse tõestust sisaldavad koodid)
• Abstraktse interpretatsiooni põhiste staatilise analüüsi ja abstraktse testimise meetodite arendamine (“viilustamistehnikad”)
29. novembril 2006 14
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
Formaalmeetodid süsteemiarenduses
• kõrgemat järku atribuutmudelitel põhinev semantika esitamise meetod, mis on rakendatav deklaratiivsete keelte, sh visuaalsete keelte,realiseerimisel, implementeeritud süsteemis CoCoViLa
• Programmide struktuurse sünteesi meetodi arendamine • Ajatundlikud interaktsioonikesksed arvutusmudelid agentsüsteemide
temporaalsete omaduste ja käitumise uurimiseks ning verifitseerimiseks
• Deduktiivseid ja algoritmilisi tehnikad kombineerivate formaalsespetsifitseerimise ja verifitseerimise meetodite väljatöötamine
• Automaatne teoreemitõestamine, selle veebipõhised rakendused
29. novembril 2006 15
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
Infoturve ja krüptograafia
• krüptograafiliste primitiivide formaalsed turvatingimused
• turvaprotokollide konstrueerimine ühelaadsetest baasprimitiividest;
• primitiivide koostamine, mis on turvalised mis tahes keskkonnas ja konfiguratsioonis (nn. universaalne komponeeritavus)
• turvaprotokollide ja primitiivide efektiivsuse parandamine
• Protokollide ja süsteemide turvalisuse formaalne verifitseerimine
• Universaalselt komponeeritav ajatembeldamisskeem
29. novembril 2006 16
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
Digitaalsüsteemide disain ja testimine
• kiipsüsteemide (System-on-Chip) ja kiipvõrkude (Network-on-Chip) diagnostika
• otsustusdiagrammide teooria loogikaskeemide diagnostiliseks modelleerimiseks (nii baasmudel kui nn kõrgemat järku mudel)
• Rikete analüüsi ning disainivigade ja rikete diagnoosi efektiivsete algoritmide väljatöötamine.
• Efektiivsemate disaini meetodite väljatöötamine võttes aluseks uued paradigmad “kiipsüsteemide disain, riist- ja tarkvara koosdisain”, “isetestivad süsteemid” jne.
29. novembril 2006 17
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
Inimesed ja tulemused
95787232+36+68
37412810 + 12 =22Digitaalsüsteemide testimine
12675 + 3 =8Krüptograafia ja infoturve
2820209 + 15 =24Formaalsed meetodid
1811178 + 6 =14Keeled ja semantika
200520042003PublikatsiooneTöötajaid
(2006)
92
38
7
22
25
2006
29. novembril 2006 18
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
Sündmused
CDC toetusel on toimunud 2003.-2004. aastal 50 seminari, doktorandide intensiivkursust ja kooli.
Tulemas:
• Joint 19th IFIP Int. Conf. on Testing Communicating Systems, TestCom 2007, and 7th Int. Wksh. on Formal Approaches to Testing of Software, FATES 2007 / 27th IFIP WG 6.1 Int. Conf. on Formal Methods for Networked and Distributed Systems, FORTE 2007, Mustpeade Maja, Tallinn, 26.-29.6.2007
• 12th Estonian Winter School in Computer Science, EWSCS '07, Palmse, 4.-9.3.2007
• Uued teooriapäevad, xx.xx.2007
29. novembril 2006 19
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
Finantseerimine
???200714662006
504+68520051368200413502003
02002
Finantseerimine (kEEK)
Aasta
Lisaks infrastruktuuriprogrammist projekt 3,44 milj kr.
29. novembril 2006 20
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
Euroopa projektid
5. Raamprogramm• IST-2001-37592 Establishment of the Virtual Center of Excellence for IST RTD in Estonia, eVikings II (1.11.2002-30.9.2005) • IST-2001-33123 Network of Excellence in Computational Logic, CoLogNet (1.1.2002-31.12.2004) • IST-2001-38957 Applied Semantics II, APPSEM II (1.1.2003-31.12.2005) • IST-2000-26048 European Robotics Research Network, EURON (1.12.2000-30.4.2004) • IST-2000-30193 Research and Training Action for System-on-Chip Design, REASON (1.1.2002-31.12.2004) • IST-2001-35174 An Open Source Technology for Data Certification in Value-Added Services, OpenEvidence (1.4.2002-30.9.2003) • IST-2001-39046 Roadmaps for European Research on Smartcard Technologies, RESET (1.9.2002-31.5.2003)
6. Raamprogramm• IST koordinatsiooniaktsioon 510996 Types for Proofs and Programs, TYPES (1.9.2004-31.8.2007) • IST integreeritud projekt 15905 Mobility, Ubiquity, Security for Small Devices, MOBIUS (1.9.2005-31.8.2009) • IST tippvõrgustik 507728 European Robotics Network, EURON II (1.5.2004-30.4.2008) • IST alaprogrammi STREP 33709 Verification and validation of embedded system design workbench, VERTIGO (1.6.2006-30.11.2008) • IST integreeritud projekt 15964 Algorithmic Principles for Building Efficient Overlay Computers, AEOLUS (1.9.2005-31.8.2009) • IST alaprogrammi STREP 27751 Reinforcing eGovernment services in Baltic States through legal and accountable digital time stamp,
BALTICTIME (1.1.2006-31.12.2008)
COST• Action 295 Dynamic Communications Networks: Foundations and Algorithms, DYNAMO (20.1.2005-26.1.2009
EUREKA• ITEA 05018 Automatic Code Generation for Real-time Embedded Systems, Gene-Auto (1.1.2006-31.12.2008)
KÜBERNEETIKA INSTITUUT
Tänan tähelepanu eest!