Project - Verification and Validation of Automated Systems' Safety and Security

Funding resources

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR - Společná technologická iniciativa ECSEL

- whole funder (2020-05-01 - 2023-04-30)
Evropská unie - Horizon 2020

- whole funder (2020-05-01 - 2023-04-30)

On the project

Manufacturers of automated systems (such as automated driving systems) and the manufacturers of the components used in these automated systems have been allocating an enormous amount of time and effort in the past years developing and conducting research on automated systems. The main effort put on the development of these systems is placed on a key factor, "getting them to work". As the new functionality of these automated systems were shown in development prototypes, they now need to be introduced to the market. However, between a development prototype demonstrating new capabilities and a production version are significant differences with respect to safety and reliability. To be introduced to market it must be clear, that these new automated systems are safe and secure. To show this, these systems need to be verified and validated taking into account requirements such as safety, cybersecurity, and privacy. The focus of the VALU3S is on verification and validation of cyber-physical automated systems. For this, VALU3S will investigate methods, tools and concepts that suit the evaluation of automated systems. The project aims to create and evaluate a multi-domain verification and validation framework which facilitates evaluation of automated systems from component level to system level with the aim of reducing the time and effort needed to evaluate these systems. The framework is multi-dimensional and the initial dimensions of the framework include (i) the evaluation environment, (ii) type of evaluation, (iii) type of component under evaluation, and (iv) the logic of the component under evaluation. The framework is also layered as each dimension of the framework consists of multiple layers. For example, when it comes to the evaluation environment, the verification and validation process could be conducted in a (a) simulation environment, (b) a closed evaluation environment or (c) in an open environment which is also referred to as in-the-field.

Description in Czech
Výrobci automatizovaných systémů a výrobci komponent užívaných v automatizovaných systémech v posledních letech alokovali enormní čas a úsilí na vývoj a výzkum automatizovaných systémů. Hlavnímu úsilí věnované vývoji těchto systémů byl položen klíčový faktor: "aby tyto systémy pracovaly". Novou funkcionalitu automatizovaných systémů prozatím implementovanou na prototypech je nyní potřeba dodat úspěšně na trh. Avšak rozdíly mezi vývojovým prototypem demonstrující nové možnosti a verzí určenou pro produkci jsou s ohledem na spolehlivost a bezpečnost významné. Aby mohly být tyto systémy dodány na trh, musí být zřejmé, že jsou spolehlivé. Aby toto mohlo být prokázáno, musí být takové systémy verifikovány a validovány s ohledem na požadavky z oblasti spolehlivosti, kyberbezpečnosti a soukromí. Zaměření projektu VALU3S je právě na verifikaci a validaci kyberbezpečnosti automatizovaných systémů. Projekt VALU3S prozkoumává metody, nástroje a koncepty, které jsou určené nebo vhodné pro vývoj automatizovaných systémů. Projekt cílí na vytvoření a vyhodnocení vícerozměrného verifikačního a validačního rámce, který usnadňuje zhodnocení automatizovaných systémů od úrovně jednotlivých komponent po úroveň celého systému, přičemž se snaží o redukci času a úsilí nutného pro zhodnocení těchto systémů. Daný rámec je vícerozměrný, kde základní rozměry zahrnují (i) vyhodnocení prostředí, (ii) typ vyhodnocení, (iii) typ komponent k vyhodnocení a (iv) logiku komponenty k vyhodnocení. Rámec je také vícevrstvý, přičemž každý rozměr daného rámce obsahuje více vrstev. Například pokud se jedná o vyhodnocení prostředí, proces verifikace a validace může být proveden (a) v simulovaném prostředí, (b) v uzavřeném vyhodnocovacím prostředí nebo (c) ve volném prostředí též označovaném např. jako testování v terénu.

Keywords
Security; Automotive; Simulation tools and technologies; Industrial Automation and Robotics, mechatronics; Systems engineering, sensorics, actorics, automation; System of systems; Safety; Verification and validation; Testing; Automated systems

Key words in Czech
Bezpečnost; Automobilový průmysl; Simulační nástroje a technologie; Průmyslová automatizace a robotika, mechatronika; Systémové inženýrsví, senzorika, automatizace; Systém systémů; Spolehlivost; Verifikace a validace; Testování; Automatizované systémy

Mark

8A20009

Default language

English

People responsible

Units

Department of Intelligent Systems
- co-beneficiary (2019-05-07 - 2023-04-30)
Department of Computer Graphics and Multimedia
- co-beneficiary (2019-05-07 - 2023-04-30)
RISE Research Institutes of Sweden
- beneficiary (2019-05-07 - 2023-04-30)

Results

BINDER, A.; BREITENBACHER, D.; HARTEL, P.; SZALACHOWSKI, P.; HOMOLIAK, I.; HUJŇÁK, O. SmartOTPs: An Air-Gapped 2-Factor Authentication for Smart-Contract Wallets. In Proceedings of the 2nd ACM Conference on Advances in Financial Technologies. New York City: Association for Computing Machinery, 2020. p. 145-162. ISBN: 978-1-4503-8139-0.
Detail

SANGCHOOLIE, B.; BECKER, H.; KANAK, A.; POMANTE, L.; SCHLICK, R.; SMRČKA, A.; BARBOSA, R.; ESNAOLA, M.; FERRARI, E.; GIANTAMIDIS, G.; PEREIRA, D.; YAZICI, A.; FOLKESSON, P. The VALU3S ECSEL Project: Verification and Validation of Automated Systems Safety and Security. In 2020 23rd Euromicro Conference on Digital System Design (DSD 2020). Krajn: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2020. p. 352-359. ISBN: 978-1-7281-9535-3.
Detail

HUM, Q.; TAN, W.; TEY, S.; LENUS, L.; HOMOLIAK, I.; LIN, Y.; SUN, J. CoinWatch: A Clone-Based Approach for Detecting Vulnerabilities in Cryptocurrencies. In 3rd IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON BLOCKCHAIN (BLOCKCHAIN 2020). Rhodos: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2020. p. 17-25. ISBN: 978-0-7381-0495-9.
Detail

HOMOLIAK, I.; VENUGOPALAN, S.; REIJSBERGEN, D.; HUM, Q.; SCHUMI, R.; SZALACHOWSKI, P. The Security Reference Architecture for Blockchains: Toward a Standardized Model for Studying Vulnerabilities, Threats, and Defenses. IEEE COMMUN SURV TUT, 2021, vol. 23, no. 1, p. 341-390. ISSN: 1553-877X.
Detail

CASINO, F.; LYKOUSAS, N.; HOMOLIAK, I.; PATSAKIS, C.; HERNANDEZ-CASTRO, J. Intercepting Hail Hydra: Real-Time Detection of Algorithmically Generated Domains. JOURNAL OF NETWORK AND COMPUTER APPLICATIONS, 2021, vol. 2021, no. 190, p. 1-17. ISSN: 1084-8045.
Detail

HRUŠKA, M.; FIEDOR, T.; SMRČKA, A. Orchestrating Digital Twins for Distributed Manufacturing Execution Systems. In Computer Aided Systems Theory - EUROCAST 2022. Lecture Notes in Computer Science. Zurich: Springer International Publishing, 2023. p. 223-231. ISBN: 978-3-031-25311-9.
Detail

STANČÍKOVÁ, I.; HOMOLIAK, I. SBvote: Scalable Self-Tallying Blockchain-Based Voting. In SAC '23: Proceedings of the 38th ACM/SIGAPP Symposium on Applied Computing. Tallin: Association for Computing Machinery, 2023. p. 203-2011. ISBN: 978-1-4503-9517-5.
Detail

PEREIRA, D.; SANGCHOOLIE, B.; SMRČKA, A.; BARBOSA, R.; ESNAOLA, M.; GIANTAMIDIS, G.; SCHLICK, R.; YAZICI, A. The VALU3S ECSEL project: Verification and validation of automated systems safety and security. Microprocessors and Microsystems, 2021, vol. 87, no. 104349, p. 1-18. ISSN: 0141-9331.
Detail

SMRČKA, A.; SANGCHOOLIE, B.; EMANUELE, M.; VARA, J.; FARRELL, M.; BARBOSA, R.; BAGLUM, C.; YAYAN, U.; ERGUN, S.; KANAK, A. Towards an extensive set of criteria for safety and cyber-security evaluation of cyber-physical systems [version 1; peer review: 2 approved]. 2023, vol. 3, no. 219, p. 1-21. ISSN: 2732-5121.
Detail

BAUER, T.; AGIRRE, J.; FÜRCHO, D.; HERZNER, W.; HRUŠKA, B.; KARACA, M.; PEREIRA, D.; PROENÇA, J.; SCHLICK, R.; SICHER, R.; SMRČKA, A.; YAYAN, U.; SANGCHOOLIE, B. Cross-domain Modelling of Verification and Validation Workflows in the Large Scale European Research Project VALU3S Invited Paper. In Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics). Lecture Notes in Computer Science. Cham: 2022. p. 368-382.
Detail

SMRČKA, A.; ROZSÍVAL, M. NetLoiter: A Tool for Automated Testing of Network Applications using Fault-injection. In Proceedings - 53rd Annual IEEE/IFIP International Conference on Dependable Systems and Networks Workshops Volume, DSN-W 2023. Porto: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2023. p. 207-210. ISBN: 979-8-3503-2543-0.
Detail

ROZSÍVAL, M.; SMRČKA, A.: netloiter; Network application tester based on fault-injection. https://pajda.fit.vutbr.cz/testos/netloiter. URL: https://pajda.fit.vutbr.cz/testos/netloiter. (software)
Detail

KROENING, D.; MALÍK, V.; SCHRAMMEL, P.; VOJNAR, T.; MUKHERJEE, R.; MARTIČEK, Š.; NEČAS, F.; HRUŠKA, M.; BRAIN, M.; BUECHELI, S.; DAVID, C.; KUMAR, M.; WATCHER, B.: 2LS 0.10; 2LS: Static Analyser and Verifier, version 0.10. https://github.com/diffblue/2ls/releases/tag/2ls-0.10. URL: https://github.com/diffblue/2ls/releases/tag/2ls-0.10. (software)
Detail

SMRČKA, A.; SEČKAŘOVÁ, P.: Testos-Spectra; Testos-Spectra: A tool for verification of ptLTL on C/C++ programs. Domovská stránka nástroje včetně samotného nástroje je: http://www.fit.vutbr.cz/research/groups/verifit/tools/testos-spectra/. URL: https://www.fit.vut.cz/research/product/657/. (software)
Detail

Responsibility: Sangchoolie Behrooz

VUT

Faculties

University Institutes

Parts

Verification and Validation of Automated Systems' Safety and Security