コンピュータソフトウェア

次の30年に向けて

柴山悦哉

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_1
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_1

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特集「ネットワーク技術」の編集に当たって

和泉順子, 明石修, 寺岡文男, 福田健介

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_2
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_2

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OpenFlow技術とその応用

鈴木一哉, 下西英之, 千葉靖伸, 高宮安仁, 須堯一志, 金海好彦, 石井秀治

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_3-2_13
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_3

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ユーザニーズや事業環境の急激な変化に対応するために，ソフトウェアのように柔軟に制御可能なネットワーク(Software Defined Network)の実現が求められている．本稿ではSDNを実現する技術の1つであるOpenFlow技術について解説する．まず，仕様で決められているOpenFlowスイッチの動作と，それを制御するためのプロトコルであるOpenFlowプロトコルについて説明する．その後，OpenFlowの活用が検討されているデータセンターネットワークについて，その課題と解決法について解説する．最後に，コントローラ開発のためのフレームワークTremaと実証実験用テストベッドRISEの紹介を行う．

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クラウド時代の暗号危殆化リスク

猪俣敦夫, 岡本栄司

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_14-2_22
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_14

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暗号は安全な通信を確立するための重要な要素技術の1つである．現代暗号の安全性は，数学的に証明された解読計算量の困難性によるものである．現在最も利用されているRSAは，厳密な意味で素因数分解問題の解読困難性の等価性については示されていないが，一般的にほぼ等価に近い問題と認識されており，現存する計算機環境では多項式時間内に解くことが困難である．しかしながら，画期的な解読アルゴリズムの創出や計算機性能の向上により，安全であると言われていた暗号が脆弱化するという状況が起きる．これは暗号危殆化と呼ばれる．もちろん，分解が成功したことが必ずしも暗号が解読された，ということは意味していない．重要なことは，暗号危殆化のリスクをあらかじめ認識しておくことである．そこで本論文では，現在までに取り組まれてきた解読(素因数分解)例を取り上げ，暗号危殆化を示すいくつかの指標のうち，解読コストについて焦点を当てることにする．特に，近年利用が急増しているクラウドコンピューティング環境における現実的な暗号解読コストを概観し，今後の暗号危殆化リスクにおける問題について言及する．

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インターネットバックボーントラフィックにおける異常検出

福田健介

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_23-2_32
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_23

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本論文ではインターネットバックボーンにおける異常トラフィックについて説明し，それらを効率良く検出するための種々の異常検出アルゴリズムを紹介する．さらに，公開されている10年にわたる国際線バックボーントラフィックデータに対して，複数の異常検出アルゴリズムを適用した結果をもとにバックボーントラフィックにおける異常の振る舞いについて説明する．

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『計算機科学者のためのゲーム理論入門』シリーズ第5回協力ゲーム

横尾真, 岩崎敦, 櫻井祐子, 岡本吉央

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_33-2_51
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_33

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本稿では，ゲーム理論の主要領域の1つである協力ゲームについて解説する．協力ゲームは，主に2つの研究領域からなる．1つは，提携内のプレイヤ間で，協力によって得られた利益をどのように分配するかである．本編では，解概念と呼ばれる，協力的なエージェント間で利得を配分する望ましい方法について概説する．古典的な協力ゲーム理論では，コア，シャプレイ値，仁など，さまざまな解概念が提案されている．これらの解概念によって与えられる利得の配分を求めるアルゴリズムと計算量について考察する．2つ目は，全体提携が最適ではない場合，プレイヤがどのような協力関係(提携)を形成するかである．これは，提携構造形成問題(CSG)と呼ばれる．本編では，CSGを効率的に解く制約付き最適化アルゴリズムを紹介する．また，本編ではゲームの簡潔表現法を利用することで解概念やCSGに関する問題を効率的に解くことができるため，協力ゲームの簡潔な記述方法を概説する．

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『ソフトウェア工学の実証的アプローチ』シリーズ第5回ソフトウェアリポジトリマイニング

門田暁人, 伊原彰紀, 松本健一

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_52-2_65
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_52

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ソフトウェアリポジトリマイニング(MSR)は，研究テーマの宝庫であり，大変魅力のある研究分野である．「ソフトウェアリポジトリ」という鉱山から，マイニング(宝探し)をすることで，新しい研究目的を見つけ出すことが研究の醍醐味となっている．特に，オープンソースソフトウェア(OSS)のリポジトリを対象とした研究が盛んであり，OSS開発の広がりとともにMSRの分野は発展してきた．本稿では，MSR研究の魅力，主な研究テーマ，マイニングの具体例，MSR分野の今後の発展について述べる．

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ソフトウェア品質会計による高品質ソフトウェア開発の実現

誉田直美, 山田茂

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_66-2_82
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_66

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高品質ソフトウェア開発の実現は重要な課題であるものの，それを達成している開発組織は少ない．本論文では，ソフトウェア開発の品質問題を解決するために日本電気株式会社が考案した品質管理手法「ソフトウェア品質会計」を論述する．さらに，従来からの品質会計の適用方法を見直すことによって品質向上を実現した事例を紹介する．その改善事例に基づいて，品質会計の厳格な適用と品質会計を取り巻くソフトウェアプロセス全般に対する総合的な取り組みが，高品質ソフトウェア開発の実現に効果を発揮することを示す．

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直観主義線形論理型言語LLPとそのコンパイラ処理系

田村直之, 番原睦則

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_83-2_89
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_83

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プログラミング言語閑話

小野寺民也

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_95
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_95

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連続データに柔軟な大規模計算基盤

水谷后宏, 間野暢, 明石修, 福田健介

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_101-2_118
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_101

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近年，時系列データや地理位置データといった連続データの管理・解析手法が注目を浴びている．これらの連続データは，分散環境上で膨大に生成されることが想定され，オーバレイネットワークなどに代表される分散ストレージ上で管理されるようになった．一方で，蓄積した連続データを解析する手法としてMapReduceを用いた手法が提案されている．しかし，分散ストレージ上の連続データに対してMapReduce処理を行う際，データの連続性や局所性により，特定のノード(計算機)に偏ってReduce処理が割り当てられ，Shuffle処理にて膨大なトラヒックが発生することがある．また，刻々と蓄積されていく連続データに対して，MapReduce処理の同期をとることも難しい．
本提案基盤は，連続データに対して非同期かつ，並列性の高いMapReduce処理を達成する．具体的には，分散ストレージに対してSkipListを改良した平衡木構造を適用し，ノード間で親子関係を構築させる．構築した親子関係を用いて，各ノードが自身の子ノードのShuffle処理やReduce処理の結果を集約したり，Map処理とReduce処理の同期，および生存管理を行うことで，MapReduce処理の同期を細分化する．さらに，木構造の特性を生かし，各ノードの負荷情報を集約し，ノード間の負荷を均一にする．これにより，各ノードの計算量を平滑化できるためMapReduce処理の並列性を向上させる．

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ITS基盤標準に準拠したGeoNetworkingオープンソース実装

垣内正年, 塚田学, Thouraya TOUKABRI, Thierry ERNST, 藤川和利

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_119-2_134
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_119

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高度道路交通システム(ITS)において，近年，自動車や路肩の計算機が通信してデータや処理を共有することで目標を達成しようとする協調的ITSの研究が進むとともに，国際標準化機構(ISO)と欧州電気通信標準化機構(ETSI)によりITS基盤標準を基にした協調的ITS関連の標準化が進められている．本研究では，協調的ITS分野における研究，開発の促進を目的に，ITS基盤標準のネットワーク・トランスポート層のETSI標準に則ったGeoNetworkingプロトコル，GN6アダプテーション副層実装(GN6ASL)，およびBTP試験ツールをオープンソースで開発し提供する．プロトコル動作の解析・変更を容易にするため各モジュールをユーザランド上で動作するデーモンとして分割実装し，また拡張モジュール開発を容易にするためモジュール間通信機能をライブラリ実装した．評価実験ではプロトコルの動作を確認し，分割実装による性能劣化が問題ないことを確認した．

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DNS探索グラフによるIPv4/IPv6トランスポートを考慮したDNS委譲構造の分析

浅井大史, 福田健介, 江崎浩

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_135-2_146
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_135

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DNS (Domain Name System)は現在のインターネットにおいて欠くことのできない名前解決システムとなっており，Webサービスやメールシステムなどの数多くのサービス・システムがDNSに依存している．そのため，DNSの障害は他のサービスやシステムにまで影響を及ぼすことが少なくなく，権威サーバの設定の妥当性や耐障害性を評価することはDNSに依存したサービスおよびシステムを安定運用する上で重要である．とりわけIPv6の導入に伴い，従来のIPv4のみの単純な委譲関係だけではなくトランスポートを考慮した複雑な委譲構造を考慮する必要がある．本論文では，トランスポートを考慮した名前解決における委譲に基づいたDNSの木構造データベースの探索過程をラベル付き有向グラフ構造(DNS探索グラフ)として表現する手法を導入し，世界的なIPv6運用試験イベント期間中およびその前後に計測したDNS探索グラフデータセットに対して，IPv4およびIPv6の異なるトランスポートによるAレコードおよびAAAAレコードの名前解決における探索経路の傾向分析を行う．これにより，IPv6アドレスを示すAAAAレコードの解決においても81%ものドメイン名でIPv4トランスポートが不可欠であり，また，世界的なIPv6運用試験において，AAAAレコードを持つドメイン名の数は増加したがIPv6トランスポートのみによりAAAAレコードを解決できるドメイン名の数は大きく変化しなかったことから，DNSの権威サーバのIPv6トランスポートへの対応が課題であることを示す．

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アジアにおける地域ASトポロジの発展の可視化

空閑洋平, 長健二朗, 中村修, 村井純

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_147-2_158
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_147

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本論文では，地理情報を考慮したAS (Autonomous System)トポロジの解析手法を提案し，実際の計測データを用いて，2004年と2010年のアジアにおけるASトポロジの成長の可視化による比較をおこなった．インターネットのグローバル化に従い，国際トラフィックは，対アメリカ中心から，アメリカ以外の国同士のトラフィックの比重が増加している．一般的にASトポロジ解析は，インターネットのマクロな構造把握に有効である．しかし，ASトポロジは，AS組織間の論理的な接続関係を表現したものであり，現状の解析手法のみでは地域ごとの構造変化の観察が難しい．本手法は，BGPルータの設置場所に注目することで，AS間接続拠点場所を推測し，本来独立している地理情報とASトポロジデータを対応付ける．アジアに注目した本提案手法の解析結果では，アジア各国の台頭の様子が明らかになり，地域インターネットの実態が観察可能になった．

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最近の大規模グラフ可視化ツールレビュー

Sorn JARUKASEMRATANA, 村田剛志

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_159-2_175
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_159

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Large graph visualization tools are important instruments for researchers to understand large graph data sets. Currently there are many tools available for download and use under free license,others in research papers or journals, each with its own functionalities and capabilities. This review focuses on giving an introduction to those large graph visualization tools and emphasizes their advantages over other tools. Criteria for selection of the tools being reviewed are it was recently published (2009 or later), or a new version was released during the last two years. The tools being reviewed in this paper are igraph, Gephi, Cytoscape, Tulip, WiGis, CGV, VisANT, Pajek, In Situ Framework, Honeycomb and two visualization toolkits which are JavaScript InfoVis Toolkit and GraphGL. The last part of the review presents our suggestion on building large graph visualization platform based on advantages of tools and toolkits that are being reviewed.

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タブレット端末のためのスマートサイネージシステムの実装について

鈴木亮詞, 村瀬隆拓, 白松俊, 大囿忠親, 新谷虎松

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_176-2_190
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_176

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本研究では，タブレット端末を利用した新たなサイネージシステムとしてスマートサイネージシステムを開発した．タブレット端末は，単体でインタラクティブなコンテンツを適応的に再生可能なスマートな端末として利用可能であり，多数のタブレット端末を有効活用するためのソフトウェアに関する研究が望まれている．本研究におけるスマートサイネージシステムの開発において，(1)多様なネットワーク環境への対応，(2)柔軟なコンテンツの作成・配信，および，(3)スマートサイネージにおける簡便な運用，の3点の実現を目指した．本論文では，タブレット端末を利用したサイネージシステムにおける課題について議論し，それらの課題を解決するための実装方法を提案する．特に，スマートサイネージシステムの実現において重要な，コンテンツモデル，コンテンツ再生システム，および，コンテンツ配信システム，に関する実装方式について説明する．また，無線通信環境におけるコンテンツ配信のための端末間ペアリング手法であるペアスワイプについて述べ，実験によりその有効性を示す．

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並列化と実行時コード生成を用いた正規表現マッチングの提案

新屋良磨, 光成滋生, 佐々政孝

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_191-2_206
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_191

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正規表現によるパターンマッチングは広く用いられており，これまで様々なマッチング手法が研究されてきた．正規表現をDFAに変換してマッチングを行う手法もその1つである．本論文では2つの高速化手法を提案する．1つ目の手法は，マッチングの並列化である．マッチング対象となる文字列を複数に分割してデータ並列にマッチング可能な，同時状態有限オートマトン(Simultaneous Finite Automata, SFA)をオートマトン理論の自然な拡張によって定義した．2つ目は，DFA・SFAから，ネイティブコードを実行時に最適化して生成する手法である．コード生成によって，既存実装に比べてマッチング時のスループットの向上が見込め，また特定の正規表現における最適化も可能となる．最終的に，これらの手法を実装し，マルチコアマシン上での評価を基にその有用性を確認した．

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Minimal Unsatisfiable Core列挙によるプログラムの準最弱な事前条件推定

今井健男, 酒井政裕, 萩谷昌己

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_207-2_226
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_207

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本稿では，プログラムの事前条件推定を行う新たな手法を提案する．本手法では，プログラムのテキストから生成した述語の集合とプログラムに相当する論理式，および事後条件の否定の連言を作り，そのMinimal Unsatisfiable Core(MUC)から事前条件を求める．MUCは一般的に複数存在するが，本手法ではまずMUCを列挙し，その中から事前条件として適格で，かつ最も弱い条件を選択する．こうして得られる事前条件は理想的な最弱条件ではないが，与えられた述語群の組み合わせの中で最も弱いという点で，我々はこれを「準最弱」な事前条件と呼ぶ．
我々は，C言語向け有界検査ツールCForgeを援用し，上記手法を実現するツールSMUCEを試作した．その上で，教科書的なアルゴリズムを実装するC言語関数9個に，2種類の事後条件と共に適用し，人手で求めた事前条件との比較による評価を行った．結果，延べ18個中10個において，人手で求めた事前条件と同等か，より弱い条件が推定され，提案手法が原理上，実用的な事前条件を推定できることが確認できた．

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重回帰分析とプロジェクト類似性を用いたハイブリッド工数見積もり方法の提案

戸田航史, 角田雅照, 門田暁人, 松本健一

2013 年 30 巻 2 号 p. 2_227-2_233
発行日: 2013/04/25
公開日: 2013/08/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.2_227

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本論文では，log-log重回帰分析による見積もり方法と類似性に基づく工数見積もり方法(analogy based estimation; ABE法)を組み合わせた見積もり方法を提案する．提案方法では，見積もり対象プロジェクトにABE法を適用した場合の，見積もりの不確実度を算出する．次に，不確実度が低い場合はlog-log重回帰による見積もりを採用し，それ以外の場合はABE法の見積もり，もしくはABE法とlog-log重回帰による見積もりの平均値を採用する．従来法と見積もり精度を比較した結果，類似プロジェクトの実績工数の分散を不確実度として用いることにより，見積もり精度を示すBRE (Balanced Relative Error)の中央値が47.2%から39.7%に改善した．

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