CBSE를 이루는 관련 기술들 중 하나인 소프트웨어 아키텍처는 시스템의 구조적 기술로서 시스템을 구성하는 컴포넌트와 그 컴포넌트들 사이의 상호작용을 기술한 것이다. 소프트웨어 아키텍처는 CBSE에서의 컴포넌트 사이의 조합에 대한 기술 및 방법론을 제공함을써, CBSE의 핵심 기술 중 하나로 자리잡고 있다. 본 논문에서는 컴포넌트 명세를 위해서 Formal methods와 ADL이 가지고 있는 장단점을 상호보완하하기 위하여 Z언어를 이용하여 컴포넌트, 커넥터, 전체 시스템 구성을 기술하는 3가지 전략과 이 전략을 기반으로 컴포넌트를 명세하는 방법을 제안한다.
전통적으로 소프트웨어 공학분야에서는 소프트웨어 설계 및 개발을 위한 자동화도구와 정형화기법이 적용되었으며, 안전한 보안시스템의 개발을 위해서도 수학적인 명세와 검증도구를 사용하는 경우, 보다 안전하고 완전한 보안시스템을 구축할 수 있다. 본 연구는 정형화 명세언어인 Z를 이용하여 보안시스템을 기술하고, 기술된 명세를 소프트웨어 검증도구를 이용하여 보안시스템이 제공하는 보안특성 만족 여부 점검을 목적으로 한다. 이를 위해 본 논문에서는 수학적으로 기술된 시스템에 대한 명세를 Z스키마로 변환하는 변환규칙을 기술하고, 이와 함께 Z언어 검증도구인 Z/EVES를 이용한 검증결과를 제시한다.
The Gen-Z protocol is a memory semantic protocol between the memory and CPU used in computer architectures with large memory pools. This study presents the implementation of the Gen-Z hardware system configured using Gen-Z specification 1.0 and reports its performance. A hardware prototype of a DDR4 Gen-Z memory pool with an optimized character, a block device driver, and a file system for the Gen-Z hardware was designed. The Gen-Z IP was targeted to the FPGA, and a 512 GB Gen-Z memory pool was configured on an ×86 server. In the experiments, the latency and throughput of the Gen-Z memory were measured and compared with those of the local memory, SATA SSD, and NVMe using character or block device interfaces. The Gen-Z hardware exhibited superior throughput and latency performance compared with SATA SSD and NVMe at block sizes under 4 kB. The MySQL and File IO benchmark of Gen-Z showed good write performance in all block sizes and threads. Besides, it showed low latency in RocksDB's fillseq dbbench using the ext4 direct access filesystem.
In remote villages without access to modern IT technology, simple devices such as smartcards can be used to carry out business transactions. These devices typically store multiple business applications from multiple vendors. Although devices must prevent malicious or accidental security breaches among the applications, a secure communication channel between two applications from different vendors is often required. In this paper, first, we propose a method of establishing secure communication channels between applications in embedded operating systems that run on multi-applet smart cards. Second, we enforce the high assurance using an intransitive noninterference security policy. Thirdly, we formalize the method through the Z language and create the formal specification of the proposed secure system. Finally, we verify its correctness using Rushby's unwinding theorem.
본 논문에서는 정형 검증 도구를 이용한 보안 소프트웨어의 보안성을 검증하고 검증된 결과를 이용하여 안전한 보안 소프트웨어 개발 방안을 살펴본다. 정형 검증 기법에 따라 사용되어질 수 있는 각 정형 검증 도구들을 살펴보고 그 특성을 파악하여 보안 소프트웨어의 안정성과 신뢰성을 보장하는 적합한 도구들을 알아보고, 보안 소프트웨어 개발 방안을 제시한다. Z 언어를 이용하는 도구인 Z/EVES는 Z명세에 대한 분석 방법을 제시함으로써 보안 소프트웨어에서 가장 많이 사용되는 대표적인 정형 검증 도구이다. 본 논문에서는 보안 소프트웨어 검증을 위하여 C 언어로 작성된 보안 소프트웨어를 Z명세 언어로 변환하고 이것을 Z/EVES도구를 이용한다.
제품계열 공학(Product Line Engineering, PLE)은 최근 각광받고 있는 효율적인 소프트웨어 재사용 접근 방법 중 하나로 핵심자산을 인스턴스화(Instantiate)하여 여러 어플리케이션을 개발한다. 핵심자산(Core Asset)의 구성요소로는 제품계열 아키텍처(Product Line Architecture, PLA), 컴포넌트, 의사결정모델(Decision Model)이 있다. 이런 요소 중, PLA는 핵심자산의 전체적인 구조를 정의하고 있어 가장 핵심적인 요소라 할 수 있다. 현재 많은 PLE 방법론들이 소개되어 있으나, PLA의 구체적인 구성요소와 어플리케이션을 만들기 위해 PLA를 인스턴스화하기 위한 체계적인 기법이 미비하다. PLA의 구성요소를 명확히 정의하고 인스턴스화 프로세스를 상세히 정의하기 위해 정형명세가 효과적으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 먼저 PLA의 메타모델을 제시하고 PLA를 정형명세 언어인 Object-Z로 명세하는 방법을 제시한다. 또한 정형명세를 이용한 인스턴스화 규칙을 제안하며, 이런 규칙은 PLA를 인스턴스화히기 위한 제약사항을 상세히 정의하고 있다. 제안된 정형명세를 적용함으로써, PLA의 인스턴스화는 상세하고 명확하게 수행될 수 있어 고품질의 소프트웨어를 생산할 수 있다.
접근제어의 목적은 컴퓨팅 자원 및 통신 정보자원 등을 부당한 사용자로부터 사용되거나, 수정, 노출, 파괴와 같은 비합법적인 행위로부터 보호하는데 있다. 대표적인 보안 정책 중에서 Biba 모델은 정보의 무결성을 보장하지만 상업적인 환경에 적용되기는 다소 미흡하며, 역할기반 접근제어 정책은 상업적인 측면의 보안정책에 적용이 가능하지만 접근되는 객체의 중요도에 따른 보안등급이 고려되지 않았다. 본 논문에서는 Biba 모델의 보안등급을 역할기반접근제어 모델에 적용함으로써 주체가 해당 객체를 부당하게 변경하는 것을 방지함과 동시에 수많은 접근권한을 관리하는데 융통성을 제공한다. 그리고 제안한 접근제어 모델의 제약조건들을 정형 명세 언어인 Z언어를 통해 명확히 표현함으로써 정책 입안자나 프로그래머가 접근제어정책을 설계하고 구현하고자 할 때 프로그램 개발에 소요되는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 제안한 모델을 망관리 객체의 연산과 등급을 갖는 역할과 제약조건을 사용하여 실제 운영되는 통신망 관리에 적용하여 봄으로써 정보의 무결성이 보장됨을 보였다.
소프트웨어 프로젝트의 비용의 대부분이 구현(implementation) 단계나 테스트 단계에서의 에러 수정에 소모되고 있으며, 이러한 에러들의 대부분은 프로젝트 개발 초기 단계에서의 부정확(imprecision)에 기안한 것이다. 정형 명세 기법은 명세 단계에서 기인하는 에러들을 줄이기 위해 Z나 VDM과 같은 정형 표기법에 의해 쓰여진다. 그러나, Z 표기법의 병행성 표현 능력의 부족으로 병행성을 요구하는 시스템의 명세에서 사용할 수 없거나, Process Algebra의 CSP(Communicating Sequence Processes)등과 같은 다른 정형 언어와 함께 명세해야 하는 단점이 있다. 본 연구에서는 Z와 같은 범용 목적의 명세 언어가 병행성(concurrency)을 표현할 수 있도록 하기 위해서, 병행 프로세서(concurrent process) 개념을 도입하며, 이를 나타내는 표기를 정의하고 사용한다. 또한, 병행성의 제어를 위해서 프로시듀어 기술부(procedure description)의 도입 및 관련 스키마(schema)들을 정의한다.
오늘날 많은 컴퓨터 시스템들이 우리의 삶에 사용이 되고 있다. 컴퓨터 시스템의 사용이 증가함에 따라 오류로 인한 문제들도 커지고 있다. 특히 열차 제어 시스템, 원자력 제어 시스템과 같은 안전필수 시스템에 오류가 발생하면 재산적, 인명적인 피해를 초래할 수 있다. 정형명세 언어 중 하나인 Z notation 은 안전필수 시스템 명세등에 많이 사용이 되고 있으며 Z 를 사용하여 명세하는 방법들이 제시되고 있다. 본 논문에서는 Correctness by Construction 에 기반하여 Z 를 사용하여 시스템을 명세하는 방법을 제안하며 안전필수 시스템인 DCM 을 적용하여 명세한다.
소프트웨어 개발 초기 단계에서의 부정확에 기인한 에러들을 줄이기 위한 노력이나 기술이 절실하다. [1][2] 정형 명세 기법은 명세 단계에서 기인하는 에러들을 줄이기 위해 Z 나 VDM 과 같은 정형 표기법(formal notation)에 의해 쓰여지며, 정형성(formality)과 추상화(abstraction)의 제공 등 두 가지 사항에 대한 요구사항을 충족시켜 준다. [3][4] 그러나, Z 표기법의 병행성 표현 능력의 부족으로 병행성을 요구하는 시스템의 명세에서 사용할 수 없거나, Process Algebra의 CSP (Communicating Sequence Processes)등과 같은 다른 정형 언어와 함께 명세해야 하는 단점이 있다. 본 논문은 이를 보완하기 위해 범용 목적의 명세 언어인 기존의 Z 를 확장하여 병행성을 명세 가능하도록 하고자 한다. 이를 위해서 병행 프로세스(concurrent process) 개념을 도입하며, 이를 나타내는 표기를 정의하고 사용한다. 또한, 병행성의 제어를 위해서 프로시듀어 기술부(procedure description)의 도입 및 관련 스키마(schema)들을 정의한다. 아울러, 확장된 Z 로 작성된 명세서를 목적 언어로 자동 변환(translate)하기 위한 변환기(translator)를 Lex 와 Yacc을 이용하여 구현하고, 변환된 목적 언어 파일을 실행하여 확장된 Z 가 모호성을 포함하지 않는지 시뮬레이션을 통해 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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