論文の概要: Detecting Architectural Drift in Safety-Critical Firmware through Runtime Trace Analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.03135v1
- Date: Fri, 03 Jul 2026 09:25:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-07 22:26:29.53059
- Title: Detecting Architectural Drift in Safety-Critical Firmware through Runtime Trace Analysis
- Title（参考訳）: 実行時トレース分析による安全臨界ファームウェアのアーキテクチャドリフトの検出
- Abstract要約: 本稿では,ISO 26262準拠のファームウェアにおけるアーキテクチャドリフトを検出するための実行時インフォームド手法を提案する。
このアプローチはハードウェア支援実行トレースを収集し、それらをファームウェアコンポーネント間のメッセージ交換に抽象化し、その結果のランタイム動作と設計時シーケンスダイアグラムを比較する。
合意に基づく検証と実践者による調査を通じて,産業ファームウェアの文脈における方法論の評価を行った。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.2187337255863397
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Maintaining consistency between architectural design and runtime-observed behavior is challenging in long-lived safety-critical firmware. This paper presents a runtime-informed methodology for detecting architectural drift in ISO 26262-compliant firmware. The approach collects hardware-assisted execution traces, abstracts them into message exchanges among firmware components, and compares the resulting runtime behavior with design-time sequence diagrams through a deterministic differencing step. The computed delta identifies discrepancies as confirmed, missing, additional, or inverted, while a constrained LLM-based step generates a human-readable report only to support expert review. We evaluate the methodology in an industrial firmware context through agreement-based validation and a practitioner survey. Results over 26 test cases show strong agreement between the generated deltas and expert-curated references, while practitioners perceive the reports as useful for interpreting drift, reducing manual analysis effort, and supporting safety-oriented documentation activities. The findings suggest that combining runtime trace analysis, deterministic architectural differencing, and constrained LLM-based reporting can practically support architectural drift detection in evolving safety-critical firmware.
- Abstract（参考訳）: アーキテクチャ設計とランタイムが保持する動作の整合性を維持することは、長期間のセーフティクリティカルなファームウェアにおいて困難である。
本稿では,ISO 26262準拠のファームウェアにおけるアーキテクチャドリフトを検出するための実行時インフォームド手法を提案する。
このアプローチは、ハードウェア支援された実行トレースを収集し、ファームウェアコンポーネント間のメッセージ交換に抽象化し、決定論的に異なるステップを通じて、実行時の振る舞いと設計時のシーケンスダイアグラムを比較します。
計算されたデルタは、不一致を確認、欠落、追加、反転と認識し、制約付きLCMベースのステップは、専門家のレビューをサポートするためにのみ、人間可読レポートを生成する。
合意に基づく検証と実践者による調査を通じて,産業ファームウェアの文脈における方法論の評価を行った。
26以上のテストケースは、生成されたデルタと専門家による基準との間に強い一致を示し、実践者は、ドリフトを解釈し、手動分析の労力を減らし、安全指向のドキュメント活動をサポートするのに有用であるとして、レポートを認識している。
その結果, ランタイムトレース解析, 決定論的アーキテクチャの違い, 制約付きLCMに基づくレポートを組み合わせることで, 安全クリティカルなファームウェアの進化におけるアーキテクチャドリフト検出を効果的に支援できることが示唆された。
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