Collaborative Research: FMitF: Track I: Simplifying End-to-End Verification of High-Performance Distributed Systems

合作研究:FMitF:第一轨:简化高性能分布式系统的端到端验证

基本信息

  • 批准号:
    2318953
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 37.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-10-01 至 2027-09-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This project aims to simplify and automate the verification of high-performance distributed systems, i.e., systems that run on multiple computers to improve reliability and/or performance. Such systems are as crucial for our society as they are complex and subtle. This makes them a prime target for formal verification, a technique that can eliminate many classes of bugs from distributed systems. Existing verification approaches, however, are impractical: They require an unreasonable amount of human effort and intuition or rely on unrealistic assumptions about the systems they are verifying. This project will make a number of contributions to bring formal verification closer to practicality, targeting real-world, high-performance implementations, including those that rely on multi-threading. This project will develop Message Invariants, a new way to reason about a distributed system as if it were a centralized system, thus simplifying the human effort and intuition required. It will also explore Ownership Types: Distributed systems often involve concepts of ownership or uniqueness; e.g., when passing a lock around, or when moving keys from one system to another. Currently, such reasoning is done manually—and painstakingly—by the developer. The proposed work will formalize distributed Ownership Types to enable a type checker to quickly and automatically discharge many such obligations, thus simplifying the reasoning for developers. The ultimate aim of this project is to make formal verification of distributed systems a practical alternative to the current, best-effort approach of testing, an approach that has fundamental limitations when safeguarding today's large-scale systems from software errors. By automating the verification of real-world, high-performance distributed systems—unfettered by the limitations that come with existing automated approaches—this project aims to ensure that formal verification will not remain an academic curiosity, but will instead be actively adopted by practitioners. A shift from today's best-effort testing techniques to formally verified software will lead to a future where the software products that society depends on will be truly reliable and robust, backed by machine-checked mathematical proofs of correctness. The research program will be complemented by integrated education and outreach initiatives, including an annual summer school and activities focused on broadening participation in computing.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该项目旨在简化和自动化高性能分布式系统的验证,即在多台计算机上运行以提高可靠性和/或性能的系统。这样的系统对我们的社会至关重要,就像它们复杂而微妙。这使它们成为正式验证的主要目标,该技术可以消除分布式系统中的许多类别的错误。但是,现有的验证方法是不切实际的:它们需要不合理的人类努力和直觉,或者依靠对他们正在验证的系统的不现实假设。该项目将做出许多贡献,以使正式验证更接近实用性,以现实世界中的高性能实现为目标,包括依靠多线程的实现。该项目将开发消息不变性,这是一种推理分布式系统的新方法,就好像它是一个集中式系统一样,从而简化了所需的人类努力和直觉。还探索所有权类型:分布式系统通常涉及所有权或独特性的概念;例如,将锁定或将密钥从一个系统移动到另一个系统时。当前,这种推理是通过开发人员手动(艰苦的)手动进行的。拟议的工作将形式化分布式所有权类型,以使类型的检查器能够快速并自动履行许多此类义务,从而简化开发人员的推理。该项目的最终目的是使分布式系统的正式验证成为当前最佳测试方法的实用替代方法,这种方法在保护当今的大规模系统免于软件错误时具有基本限制。通过对现实世界的验证进行自动化,高性能分布式系统(因现有自动化方法所带来的局限性而没有),该项目旨在确保正式验证将不再是学术上的好奇心,而是将被从业者积极地采用。从当今最佳效劳测试技术转变为正式验证的软件将带来一个未来,社会依赖的软件产品将是真正可靠且可靠的,并得到了机器检查的正确性证据的支持。该研究计划将通过综合教育和外展计划完成,包括年度暑期学校和旨在扩大计算参与的活动。该奖项反映了NSF的法定任务,并通过使用该基金会的知识分子的优点和更广泛的影响来评估NSF的法定任务。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Bryan Parno其他文献

Leaf: Modularity for Temporary Sharing in Separation Logic
Leaf:分离逻辑中临时共享的模块化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Travis Hance;Jon Howell;Oded Padon;Bryan Parno
  • 通讯作者:
    Bryan Parno
CLAMP: Practical Prevention of Large-Scale Data Leaks
CLAMP:大规模数据泄露的实际预防
Lockdown: A Safe and Practical Environment for Security Applications (CMU-CyLab-09-011)
锁定:安全应用的安全实用环境 (CMU-CyLab-09-011)
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Amit Vasudevan;Bryan Parno;Ning Qu;V. Gligor;A. Perrig
  • 通讯作者:
    A. Perrig
Missive: Fast Application Launch From an Untrusted Buffer Cache
信件:从不受信任的缓冲区高速缓存快速启动应用程序
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jon Howell;J. Elson;Bryan Parno;J. Douceur
  • 通讯作者:
    J. Douceur
Provably-Safe Multilingual Software Sandboxing using WebAssembly
使用 WebAssembly 的可证明安全的多语言软件沙箱
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jay Bosamiya;Wen Shih Lim;Bryan Parno
  • 通讯作者:
    Bryan Parno

Bryan Parno的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Bryan Parno', 18)}}的其他基金

SaTC: CORE: Small: Automating the End-to-End Verification of Security Protocol Implementations
SaTC:核心:小型:自动化安全协议实施的端到端验证
  • 批准号:
    2224279
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 37.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS Core: Large: Collaborative Research: Towards an Evolvable Public Key Infrastructure
CNS 核心:大型:协作研究:迈向可进化的公钥基础设施
  • 批准号:
    1900996
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 37.5万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
SaTC: CORE: Medium: Collaborative: Automated Support for Writing High-Assurance Smart Contracts
SaTC:核心:中:协作:编写高保证智能合约的自动支持
  • 批准号:
    1801369
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 37.5万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

支持二维毫米波波束扫描的微波/毫米波高集成度天线研究
  • 批准号:
    62371263
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
腙的Heck/脱氮气重排串联反应研究
  • 批准号:
    22301211
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
水系锌离子电池协同性能调控及枝晶抑制机理研究
  • 批准号:
    52364038
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    33 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于人类血清素神经元报告系统研究TSPYL1突变对婴儿猝死综合征的致病作用及机制
  • 批准号:
    82371176
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
FOXO3 m6A甲基化修饰诱导滋养细胞衰老效应在补肾法治疗自然流产中的机制研究
  • 批准号:
    82305286
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

FMitF: Collaborative Research: RedLeaf: Verified Operating Systems in Rust
FMITF:协作研究:RedLeaf:经过验证的 Rust 操作系统
  • 批准号:
    2313411
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: FMitF: Track I: DeepSmith: Scheduling with Quality Guarantees for Efficient DNN Model Execution
合作研究:FMitF:第一轨:DeepSmith:为高效 DNN 模型执行提供质量保证的调度
  • 批准号:
    2349461
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: FMitF: Track I: Game Theoretic Updates for Network and Cloud Functions
合作研究:FMitF:第一轨:网络和云功能的博弈论更新
  • 批准号:
    2318970
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: FMitF: Track I: Knitting Semantics
合作研究:FMitF:第一轨:针织语义
  • 批准号:
    2319182
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: FMitF: Track I: Towards Verified Robustness and Safety in Power System-Informed Neural Networks
合作研究:FMitF:第一轨:实现电力系统通知神经网络的鲁棒性和安全性验证
  • 批准号:
    2319242
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了