Kontinuierliche Exploration unendlich konfigurierbarer Cyber-physischer Systeme für Sample-basiertes Testen.

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Malte Lochau; Professorin Dr.-Ing. Ina Schaefer
• Fachliche Zuordnung: Softwaretechnik und Programmiersprachen
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 494838636

Moderne Software wird mit tausenden Konfigurationsoptionen an unterschiedliche Anforderungen angepasst. Da jede (Boole'sche) Option die Größe des Konfigurationsraumes verdoppelt, ist individuelle Qualitätssicherung jeder Konfiguration unmöglich. Sampling löst dieses Problem durch Auswahl möglichst kleiner, repräsentativer Stichproben. Leider scheitern bestehende Verfahren an neuartigen sicherheitskritischen, cyber-physischen Systemen (CPS): (1) sie sind auf endliche Konfigurationsräume beschränkt, wohingegen CPS nahezu unendlich konfigurierbar sind, (2) sie benötigen eine explizite Spezifikation des validen Konfigurationsraumes durch ein Konfigurationsmodell, das für CPS zumeist nicht existiert, (3) sie erzeugen Samples in einem Lauf auf Basis eines vollständigen Modells des Konfigurationsraumes, das für CPS zumeist fehlt, (4) sie verwenden Black-Box-Kriterien, wobei effektive Analysen von CPS ohne zusätzliches Wissen (z.B. nichtfunktionale Eigenschaften) nicht möglich sind. Ziel des Projektes ist ein neuartiges Sampling-Verfahren als ganzheitliche Lösung für (1) -- (4). Für (1) schlagen wir ein integriertes Konfigurationsmodell vor, das Feature-Modelle auf unendliche Konfigurationsräume erweitert und mit trainierten Klassifizieren kombiniert, um auch komplizierte Konfigurationsabhängigkeiten zu erfassen. Für (2) adaptieren wir Extraktionstechniken für Konfigurationsmodelle aus bekannten Konfigurationsmengen. Die Extraktion wird im Wechsel mit neuartigen Sampling-Verfahren auf das integrierte Konfigurationsmodell angewendet, um kontinuierlich unbekannte Bereiche des Konfigurationsraumes zu erschließen (3). Für (4) beziehen wir zusätzliches Lösungsraumwissen in Form von Verhaltensmodellen ein, um durch Familien-basierte Analysen kritische Konfigurationen zu finden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen