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長らく自動テストとテスト容易設計を生業としてきましたが、最近は色々な限界を感じて形式手法に取り組んでいます。 この記事では、既存の自動テストのどこに限界を感じてなぜ形式手法が必要なのかの私見を説明します。なお、私もまだ完全理解には程遠いため間違いがあるかもしれません。ご指摘やご意見はぜひ Kuniwak までいただけると嬉しいです。 著者について プログラマです。開発プロセスをよくするための自発的な自動テストを支援する仕事をしています（経歴）。ここ一年は R&D 的な位置付けで形式手法もやっています。 自動テストの限界 自動テストとは 私がここ数年悩んでいたことは、iOS や Web アプリなどのモデル層のバグを従来の自動テストで見つけられないことでした。ただ、いきなりこの話で始めると理解しづらいと思うので簡単な例から出発します。 この記事でいう自動テストとは以下のようにテスト対象を実際に
はじめに みなさん形式手法をご存知でしょうか？ 名前くらいは聞いたことあるけどいまいち何かわからないという方が多いのではないでしょうか。 その通りです。形式手法はアカデミアではそれなりに研究されているものの、 一般の（特にWeb系）ソフトウェア開発者が携わることはなかなかないのではないかと思います。 この記事ではソフトウェア開発に形式手法が導入されないのはなぜなのかを考察します。 この記事ではアジャイルソフトウェア開発において形式手法を導入する際のハードルについて考察します。 追記 本記事について、「形式手法は流行っていない」というのは正確ではないのではないかという指摘をいただきました。組み込み系や社会インフラ系等バグを絶対に出せないシステム開発では形式手法がよく使われているそうです。 ちょっと古いデータですが活用事例です。 誤解を招く紹介となっていたことをお詫びします。 さらに追記 ku
それはそうと、軽量な形式手法たる型システム含む形式手法は記号の世界の中での正気はちゃんと証明してくれるが、人間様が頭を捻って作られた、自然言語で書かれた仕様とやらは一体何の正気を保証してくれるんだろう
2020年1月に入社し、SWETの仕様分析サポートチームに加わったtakasek（@takasek）です。 仕様分析サポートチームでは、社内のプロダクト開発に対する形式手法の活用可能性を模索しています。当ブログでも、継続的に形式手法に関する情報発信をしています（形式手法 カテゴリーの記事一覧）。 この記事では、加入3か月を経てようやく形式手法の輪郭が掴めてきた私の視点から、学習前後での理解の変化について振り返ります。想定読者として学習前の私と近い属性——すなわちコンピュータサイエンスや数学の専門教育を受けておらず、主に現場での実務と自習に頼ってきたソフトウェアエンジニアを想定しています。 形式手法を学ぶ前の認識と疑問 ソフトウェアエンジニアとしての私の一番の興味関心は設計手法です。設計は、なんらかの解決したい問題に対して、ある一面を切り取った構造（モデル）を与え、そのモデルを解決の機構に落
July Tech Festa 2021 winter で使用したスライドです。 バグのない分散システムの設計は果たして可能でしょうか？ この問いに対する一つの答えとして、CockroachDB では形式手法ツール TLA+ を用いて分散トランザクションの正しさを担保しています。 形式手法はシステムの挙動を数学的に解析する技法で、「ノードが特定のタイミングで故障した場合にのみ発生するバグ」といった再現困難な問題を確実に検出することができます。 本講演では、CockroachDB の事例を通して、形式手法が実世界で活用されている様子をお伝えします。 イベント概要：https://techfesta.connpass.com/event/193966/ ブログ記事：https://ccvanishing.hateblo.jp/entry/2021/01/24/185819 録画：https:/
Developers Summit 2020 で使用したスライドです。 言葉というものは曖昧です。複数人が「ともにつくる」システムにおいて、メンバ間で仕様を正しく共有することは非常に重要ですが、一方で言葉の裏側に隠された「暗黙の仮定」を見抜くことは簡単ではありません。このような仕様の曖昧性への対抗…
本記事は、形式検証 / 形式手法 Advent Calendar 2021 の 19 日目の記事です。 Amazon S3が形式手法を採用した論文 "Using Lightweight Formal Methods to Validate a Key-Value Storage Node in Amazon S3" を読みました。 論文全体については、yohei-aさんがブログ記事で主要な部分を訳してくれています。本記事では自分なりのまとめに加えて、自分の形式手法導入の経験から思うところについても書いてみます。 論文は、Amazon S3の新しいKey ValueストレージのShardStoreの正当性を軽量形式手法で検証した話です。論文の主張をまとめると、 実装に使用した言語（Rust）と同じ言語で仕様となるリファレンスモデルを記述した。 検証したい性質によってツールを使い分けた。機能的
2019年が終わろうとしています あけおめ～さて2020年になりました。歴史が長い形式手法の今後を占うため、過去と直近の出来事を振り返りたいと思います。 ツッコミやタレコミは私のTwitter宛かあなたのブログかその他経路でお願いします～ シンボリック実行は形式的であるため本稿では形式手法に含めることにします。 Fuzzing関連はサーベイが甘いので漏れが多いかもしれません。 形式手法・形式検証とは 形式検証とは、厳密に定義された意味論の下で仕様やプログラムが所定の性質を満たすことを形式的に検証するための手法をいいます。「形式的に」とは、検証が事前に定義された知識だけに基づいており、検証手順が決定的であることをいうと私は理解しています。 形式手法は、形式検証に加えて、形式的にプログラムの仕様を厳密に定義するための手法を包含します。 本記事では形式手法を以下の通り大きく3つに独自に分類します
この記事は毎週必ず記事がでるテックブログ "Loglass Tech Blog Sprint" の 68 週目の記事です！ 2 年間連続達成まで 残り 38 週 となりました！ はじめに（前置き） こんにちは、世界。 ログラスでQAエンジニアを担当している大平です。 突然ですが、みなさん、仕様のレビューをしていますか？レビューをしている場合は、どうやって行っていますか？ 私はQAエンジニアとして、過去に実施したテスト経験や起きた不具合、既存の機能との整合性や矛盾点、競合製品がどうなっているか、テストのしやすさなどの観点でレビューを実施します。 （ちなみにレビューについては、書籍「間違いだらけの設計レビュー」がお勧めです） ただ、過去を振り返ると、私の技量が足りないため、仕様の詳細な部分の指摘が漏れ、後工程で発覚することがQAエンジニアのキャリアの中で何度もありました。もちろん、複雑な仕様に
SWETの仕様分析サポートチーム所属のtakasek（@takasek）です。 仕様分析サポートチームでは、社内のプロダクト開発に対する形式手法の活用可能性を模索しています。当ブログでも、継続的に形式手法に関する情報発信をしています（形式手法 カテゴリーの記事一覧）。 当記事は、Kuniwak（@orga_chem）により社内開催されたAlloyガイダンスを元に再構成した記事です。よく知られたデータ構造であるStackを形式仕様記述しビジュアライズすることで、Alloyの使い方と利点を実感できます。Alloy未経験者でもステップバイステップで試せるように構成しました。是非、お手元にAlloyをインストールして読み進めてください。環境はAlloy 5.1.0を想定しています。 https://github.com/AlloyTools/org.alloytools.alloy/release
序 この記事、ちょっと、というかかなり感覚が古くね？ qiita.com と思っていたら、炎上目的だったようで。 autotaker on Twitter: "「形式手法はなぜ流行っていないのか？」という記事を書いて炎上させたい" autotaker on Twitter: "形式手法をこき下ろすと見せかけて最終的に出身研究室のステマに成功した" 一連の言い訳も見苦しい。 autotaker (@autotaker1984) | Twitter 故意に不正確な情報をばら撒く形でしか自分の"小さな得意分野"をアピールできないとは、エンジニアとして不誠実極まりないし、ミジメだ。 本題 ということで。 形式手法は80年代から本格的に開発が始まっているが、最初に大規模に報道されたのは90年代のIntelの不動小数点ユニットのバグ対策に形式手法が導入された件だろう。 つまりチップレベルでの導入。それ
CloudNative Days Tokyo 2020 で使用したスライドです。 バグのない分散システムの設計は果たして可能でしょうか？ この問いに対する一つの答えとして、CockroachDB では形式手法ツール TLA+ を用いて分散トランザクションの正しさを担保しています。 形式手法はシス…
ただツールを使うだけの形式手法から、君の手でつくる形式手法へ。Go 言語でモデル検査器を実装しながら学ぼう！ 形式手法 (formal methods) は計算機システムを何らかの数学的な対象によって記述し、その性質について理論的な保証を得る手法の総称である。通常、プログラムの開発時に行われる単体テストと比較すると記述コストは高くなるが、その代わりに保証できる内容は数学的な裏付けに基づいており、テストケースの抜けや漏れが発生しない。そのため、分散システムなどの複雑な挙動の設計や、医療・航空宇宙など極めて高い信頼性が求められる場合に威力を発揮する手法である。形式手法には大きく分けて定理証明 (theorem proving) とモデル検査 (model checking) があるが、書名が示す通り、本書ではモデル検査を扱う。 他に類を見ない本書の特徴として、Go言語を用いて実際に読者自身の手
こんにちは、チェシャ猫です。 先日開催された AWS Dev Day Online Japan 2021 で、AWS の VPC Reachability Analyzer とそのバックエンドである Tiros について発表してきました。公募 CFP 枠です。 www.youtube.com 講演概要 このプレゼンの大きな目標は、VPC Reachability Analyzer のバックエンドである検査エンジン Tiros の論文 [Bac19] を解説することです。そのための道筋として、Section 1 で VPC Reachability Analyzer の機能を簡単に紹介した後、Section 2 でその要素技術である SMT ソルバの仕組みを解説し、最後に Section 3 として VPC ネットワークの意味論を SMT ソルバ用にエンコーディングする方針について解説します
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