[논문 리뷰] Model-driven Engineering of Safety and Security Systems: A Systematic Mapping Study

Atif Mashkoor, Alexander Egyed외 1명|arXiv (Cornell University)|2020. 04. 17.

Safety Systems Engineering in Autonomy참고 문헌 111인용 수 5

한 줄 요약

이 체계적 맵핑 연구는 1992–2018년 기간 동안 모델 기반 공 ing리너링(MDE)에 관한 95篇의 논문을 분석하여 주요 방법, 개발 단계, 적용 분야를 규명한다. 연구 결과 MDE는 요구사항 및 설계 모델링을 효과적으로 지원하지만, 코드 생성 및 테스트를 위한 성숙한 도구 지원이 부족하여 향후 연구에서 형식적 표기법과 위험 분석의 통합이 더욱 필요하다는 점을 시사한다.

ABSTRACT

This paper presents a systematic mapping study on the model-driven engineering of safety and security concerns in systems. Integrated modeling and development of both safety and security concerns is an emerging field of research. Our mapping study provides an overview of the current state-of-the-art in this field. Through a rigorous and systematic process, this study carefully selected 95 publications out of 17,927 relevant papers published between 1992 and 2018. This paper then proposes and answers several relevant research questions about frequently used methods, development stages where these concerns are typically investigated in, or application domains. Additionally, we identify the community's preference for publication venues and trends.

연구 동기 및 목표

• 안전 및 보안 시스템의 모델 기반 공 ing리너링(MDE) 분야에서 현재의 최신 기술 수준에 대한 종합적인 개요를 제공하기 위해.
• 안전 및 보안 문제를 다루는 MDE에서 자주 사용되는 방법, 도구, 개발 단계를 규명하기 위해.
• MDE 접근법이 안전 및 보안을 위해 평가된 주요 적용 분야를 특정하기 위해.
• 이 분야에서 연구 커뮤니티의 출판지 선호도와 출판 추세를 분석하기 위해.
• 특히 코드 생성, 테스트, 형식적 방법과 위험 분석의 통합 분야에서의 격차와 향후 연구 방향을 규명하기 위해.

제안 방법

• ACM, IEEE, Springer, Web of Science의 네 개 주요 디지털 라이브러리에서 체계적인 문헌 검색을 수행하였다.
• 정확한 검색어 확보 및 관련성 확보를 위해 PICO(인구, 간섭, 비교, 결과) 기준을 적용하였다.
• Zotero와 스프레드시트를 활용하여 17,927건의 初기 결과를 95건의 고품질 주요 연구로 관리, 필터링 및 분류하였다.
• 대표성과 선택 편향 감소를 위해 철저한 포함/배제 및 분류 절차를 적용하였다.
• 방법, 도구, 개발 단계, 적용 분야, 출판지 등 카테고리로 논문을 맵핑하였다.
• 반복 가능하고 체계적인 절차를 통해 시간에 따른 추세 분석 및 방법론적 품질 평가를 수행하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 모델 기반 공 ing리너링에서 안전 및 보안 시스템을 다룰 때 가장 자주 사용되는 방법과 도구는 무엇인가?
• RQ2 MDE 프로세스 내에서 안전 및 보안 문제는 일반적으로 어느 개발 단계에서 다루어지는가?
• RQ3 MDE 접근법이 안전 및 보안을 위해 평가된 응용 분야는 무엇인가?
• RQ4 이 분야에서 연구 커뮤니티가 가장 선호하는 출판지는 어디인가?
• RQ5 1992년에서 2018년 사이의 출판 추세와 주요 연구 추세는 무엇인가?

주요 결과

• 현재 최신 기술 수준는 안전 및 보안 요구사항 분석 및 시스템 설계 모델링을 효과적으로 지원한다.
• 모델 기반 공 ing리너링은 주로 요구사항 및 설계 단계에서 적용되며, 구현 및 테스트 단계에서는 지원이 제한적이다.
• 가장 흔히 사용되는 방법은 UML/SysML 확장, 형식적 모델링 기법, 도메인 특화 언어(DSMLs)이다.
• 응용 분야로는 자동차, 항공우주, 의료 기기, 산업 제어 시스템 등이 있으며, 특히 자동차 분야가 가장 높은 비중을 차지한다.
• 연구 커뮤니티의 주요 출판지는 Journal of Systems and Software, IEEE Transactions on Software Engineering, 그리고 FSEN 및 FSEN과 같은 컨퍼런스이다.
• 진전이 있었음에도 불구하고, 코드 생성 및 테스트를 위한 성숙한 도구 지원이 뚜렷하게 부족하여, 안전 및 보안을 위한 현재의 MDE 스택에서 핵심 격차가 존재한다.