Open-Source-Umgebung für die Spezifikation, Überprüfung und Sicherung kritischer Systeme
FormAl SpecificaTion ENvironment (FASTEN) ist eine Open-Source-Forschungsumgebung für die modellbasierte Spezifikation und den Entwurf von sicherheitskritischen Systemen mithilfe domänenspezifischer Sprachen.
FASTEN stellt System- und Sicherheits-Engineering-Modelle in verschiedenen Phasen des Entwicklungs- und Sicherheitslebenszyklus zur Verfügung, z. B. für die Beschreibung der operativen Entwurfsdomäne (Operational Design Domain – ODD), für Gefahrenlisten, Sicherheitsanalysen, Anforderungen, Systemarchitekturen (basierend auf Kontrakten) und Sicherheitsnachweise. Alle diese Modelle sind über einen wohldefinierten Rückverfolgbarkeitsmechanismus eng miteinander verknüpft, was die automatische Ausführung von Wartungsaktivitäten ermöglicht. Darüber hinaus integriert FASTEN mehrere Verifizierungs- und Validierungs-Engines und ermöglicht es so, die spezifizierten Modelle verschiedenen Prüfungen zu unterziehen.
Schon heute benötigen Systeme mit sicherheitskritischer Software und datenbasierten Funktionen, z. B. Autos mit fortgeschrittenen Fahrerassistenzsystemen, häufige Software-Updates, sowohl für deren Wartung als auch für die Erweiterung des Funktionsumfangs nach der Markteinführung. Da kommende Produkte wie Fahrzeuge mit autonomen Fahrfunktionen diesen Trend zur agilen Entwicklung weiter verstärken werden, wäre die erneute Anwendung traditioneller manueller Sicherungsverfahren für das gesamte Produkt bei jeder Aktualisierung unerschwinglich teuer. Um die Effizienz der Sicherheitsprüfung zu steigern, sind die Wiederverwendung von Zertifizierungsartefakten aus früheren Produktrevisionen und ein höherer Automatisierungsgrad erforderlich, als dies mit den heutigen Entwicklungswerkzeugen möglich ist.
Um diesen Herausforderungen zu begegnen, schlägt FASTEN ein flexibles und erweiterbares Open-Source-Framework zur prototypischen Werkzeugunterstützung für agile Design- und Sicherheitsmethoden für sicherheitskritische eingebettete Systeme vor. Das FASTEN-Tool bietet eine Reihe von domänenspezifischen Sprachen (DSL), die die Modellierung verschiedener Entwicklungs- und Sicherheitsartefakte ermöglichen. Die zugrunde liegenden Modellierungsperspektiven sind über semantisch reichhaltige Traces tief integriert, was die Konsistenzprüfung von Absicherungsartefakten erleichtert.
Das FASTEN-Tool baut auf dem JetBrains Meta Programming System (MPS) auf, einer Open-Source-Umgebung für domänenspezifische Sprachen (DSLs), die bereits erfolgreich in Entwicklungsprojekten für sicherheitskritische Systeme eingesetzt wurde. Um die automatische Durchführung von Konsistenzprüfungen zu ermöglichen, integriert FASTEN verschiedene Verifikationsverfahren. Das Werkzeug wird von Forschern und Praktikern aus verschiedenen Organisationen wie Bosch, fortiss, itemis und Volkswagen entwickelt und gepflegt.
FASTEN ist ein prototypisches Forschungswerkzeug, das verschiedene Funktionalitäten auf verschiedenen Technology Readiness Levels (TRLs) von TRL4 (validiert im Labor) bis TRL6 (demonstriert in industriell relevanter Umgebung) zur Verfügung stellt, mit denen demonstriert wird, wie verschiedene System- und Systemsicherheitsaspekte mithilfe von DSLs modelliert und so der Automatisierungsgrad der Entwicklung und die Absicherung von Systemen erhöht werden können.
Alle verfügbaren Downloads finden Sie hier.
