システムソフトウェアの未来を切り拓く
授業,ゼミ,昼食の時間以外なら大体誰かいると思うのでお気軽にお訪ねください.最終的な希望がどの研究室になるにせよ,きっと良い判断材料になるかと思います.河野研究室の場所は下の地図を参考にしてください.
質問などある方は b3_contact@sslab.ics.keio.ac.jp までご連絡ください.
河野研はシステムソフトウェアの研究室です.システムソフトウェアというのは,アプリケーションを支える屋台骨となるソフトウェアの総称です.下の絵のように,オペレーティングシステムを含めた広い範囲のソフトウェアのことをいいます.
何か画期的なアプリが出てくるとシステムソフトウェアの作り直しになることが普通です.最近だと,機械学習ですね.考えられないほどの量のデータを扱うので,システムソフトウェアを作り直してあげた方がずっと効率が上がります.
よくできたシステムソフトウェアであればあるほど,いつ,どこで何をしているのかわかりません.縁の下の力持ちなのでしゃしゃり出てくることはないのです.でも,みなさんが当たり前に使っている Google, ChatGPT, Netflix など,どれも最先端のシステムソフトウェア研究の上に成り立っています.
河野研の研究トピックを簡単に紹介しておきます.最先端の研究なので,とても 3 年生にわかるように説明できるものではありませんが,雰囲気だけでも感じてもらえればと思います.(3 年生がわかっちゃう研究って,深みがないような気が・・・)
クラウドやエッジなどにはなくてはならない基盤技術です. ハイパーバイザというソフトウェアがオペレーティングシステムを騙し,1台のコンピュータ上で複数のオペレーティングシステムが*同時に動作*できるようになります. これがないとクラウドもエッジも使い物になりません.たとえば,何万台ものコンピュータをつないだクラウドでは,いつもどこかで故障が起きています.不思議なことに,仮想化の力で故障を隠蔽することができます.
河野研の得意分野で世界的にも注目されています.実際に Linux に取り入れられた成果もあります.GPU の仮想化に世界で初めて成功したりしています.GPU の仮想化は最近の機械学習に不可欠で,その論文は頻繁に引用されています.
最近では IoT やサイバーフィジカルシステムの基盤としても使える新たな仮想化基盤の模索をしています.IoT などに利用しようとすると,ハイパーバイザの基本的な作り方を変えなければならず,そのための新しいアイデアを提案しています.スマート NIC や CXL メモリといった最先端の技術を仮想化に取り込もうと四苦八苦しています.
Mythos が話題になったように,AI による不正攻撃が猛烈に行われています.「個人情報が流出しました」という連絡をもらった人も多いのではないでしょうか.AI の攻撃は,よく知られた手法を組み合わせただけで面白みはありません.ただ,ものすごいペースで攻撃を行うせいで手に負えません.河野研では次のふたつの取り組みを行っています.
TEE という技術を拡張・応用することで,OS が乗っ取られても,個人情報が流出しないシステムを実現しようとしています.すべてを暗号化したまま処理するのがポイントです.理論的には,情報漏洩しても暗号化されたものだけ,となるはずですが,実際にはなかなか難しい.その辺りにチャレンジしています.
これはまだ東京科学大の某先生と妄想している段階です.攻撃を防ぐことは諦めて,攻撃を受けたらすぐに復旧できるようにしようという後ろ向き(笑)アプローチです.どのデータが漏洩し,どのデータが改竄されたのか瞬時に把握し,すぐに業務が再開できる状態に戻せるようにしようというものです.まずはストレージ(ファイルとか)を対象に実現しようと妄想中です.
システムソフトウェアのセキュリティ・ホールは致命的です.多くの場合,管理者権限が奪われ攻撃者のやりたい放題です.OS 開発を行うようなプロフェッショナルが「正しい」と思うコードを書いても脆弱性だらけです.コーディング・エージェント(生成AI)に書かせても完璧になる保証はありません.なので,数学の力を使ってちゃんと「正しさ」を証明してから使おうというアプローチを試しています.こういうアプローチは昔からあるのですが,(失礼ながら)理論的限界でシステムソフトウェアに使えるような代物ではありませんでした.今は問題をうまく切り出して,プログラミング言語理論の専門家と連携しつつ,「数学的に正しさが証明」されたシステムソフトウェアを作ろうとしています.特に eBPF という Linux そのものを拡張する機能を「数学的に正しい」ものにしようとしています.
システムソフトウェアに興味はあるけれど,難しそうだし,自分にはとても無理じゃないか,というような相談を受けることがよくあります.まだ 3 年生ですので,「好きかどうか」という基準で考えてもらえればと思います.研究室に入ってから,先輩たちのアドバイスを受けて飛躍的に伸びていく学生さんを何人も見てきています.
なんかシステムソフトウェアって面白そう!と思ったら,是非,河野研で一緒にやりましょう.
本コンテンツは担当者の独断と偏見に基づき誇張も織り交ぜながら作成されたものです.
河野研の指揮官 ―― すごく面倒見のよい頼れる先生.おしゃべりが大好きで研究室に来ては研究に関係ない話をして帰って行く.「忙しい」という話を 1 時間かけて丁寧に説明してくれる.
河野研のマイペース ―― 何かに熱中するあまり研究室の予定を忘れることもしばしば.春の新人研修の際には初日から不参加という前代未聞の偉業 (?) を成し遂げた.
河野研のシングルプロセス ―― 流暢な日本語をあやつる中国からの留学生.プロセスがひとつしか動かない謎の OS, Unikraft をこよなく愛する.
河野研のファイアウォール ―― そのバイナリって安全なんですか? インターネット上のバイナリファイルを落とすとき,中身を全部読んで安全性を確認する.曰く,2000 年台のインターネットはヤバかった.
河野研の Legend ―― Apex を 2000 時間プレイするほどの無類の FPS 好き .ちなみに 2000 時間はほぼ 3 ヶ月.
河野研のコンパイラ ―― 流暢な英語をあやつる中国からの留学生.コンパイラの絡む難しいことをやっている.実は日本語も巧みらしい.
河野研のツール・ド・フランス ―― 日吉駅からキャンパスまで歩く 15 分が嫌で,片道 1 時間の自転車通学を始めた.雨には負けて,風にも負ける.
河野研のスパゲッティ ―― お昼ごはんは 9 割パスタで 1 割ドリア.毎日スパゲッティを食べる彼が書くプログラムは,決してスパゲッティになることがないという.
河野研の逆コナン ―― 普段は冷静で大人っぽい雰囲気をまとっているが,実は内面に子供心を隠し持っている.夏休み初日の彼はまるで小学生のようだとされる.
河野研のコレクター ―― 10 時間でクリアできるゲームに数百時間を費やし,ほぼ全てのアイテムをカンストさせた猛者.現在も,暇さえあればひたすら同じモンスターを倒し続けているとか.
河野研のデッドラインドリブン ―― “優秀” なリアルタイムスケジューラを備えており,タスクを締め切りギリギリまで先延ばしにする.割込みが発生すると,スケジューリングミスが発生するらしい.
河野研の僧侶 ―― お金に囚われぬ清貧の心を持ち,決してバイトをしない.「お金よりも大切なものがある」と心に決め,ドラクエの僧侶として仲間のピンチに備えている.
河野研の goto 文 ―― 旅行やライブによく行くため,稼いだ分だけそのまま消えていってしまう.つまり,お金のスループットが高い.
河野研の丸メガネ ―― ハリポタが好きで,映画のセリフはほぼ暗記している.ルーピン先生の影響で,研究室の冷蔵庫にチョコを常備している.ハリー同様顔のどこかに消えない傷があるので探してほしい.
河野研のCSS ―― そのフォントって何ですか? 常にスライドの美しさを追い求めている.特に等幅フォントへの造詣が深い.朝はナン派らしい.
河野研のデーモン ―― このタスク,締切間に合わない.そうは言いつつも,やるべきことをそつなくこなす.音楽を愛し,昼は code ,夜は chord を刻む.朝は刻んでない.
河野研の妖精 ―― 誰も行方が分からない.研究室にいると思えば,いつの間にか姿を消し,気づいた時にはまた現れる.家での寝過ごしが怖いらしく,よく朝の大学で寝ている.
河野研のソロキャンプ ―― 矢上キャンパスに一人暮らししていると言えるほど自宅が大学に近い.自宅サーバを keiomobile2 で運用しているらしい.2階住み.
河野研の隠しキャラ ―― 普段は身を潜めており,エンカウント率は 5 % である.ゼミや MTG を用いることで,その確率を大幅に高めることができる.チャリ通にプライドを持っている.
河野研のチバニアン ―― 千葉にゆかりのある同期が全員千葉から離れた今も,通学に往復5時間かける生粋の千葉県人.1番遠いはずなのに,研究室に着くとなぜか先にいて作業を始めている.
河野研のタイマー割り込み ―― 暇になると定期的に近所の人に割り込んで雑談を仕掛けてくる.テトリスが好きでテトリス片手間に研究をしている.短期記憶の鬼で詰め込み暗記が得意だが翌日には忘れているため,AIなのではないかと睨んでいる.
河野研の健康児 ―― 超がつくほどの早寝早起きで,夜型の人間が寝る時には既に朝食を終えているとされている.
河野研の登山家 ―― 基本は山にこもっており,山頂からsshしている.sudo shutdownしてしまったときだけ下山してくる.安全に下山するよ
うにお願いします.ロボコニストでもあり,電子基板を設計できる.
河野研の箱入り娘. ―― 都内の一等地に住み,上品な佇まいの彼女はパッと見完全なお嬢様.しかし障害物のない平地で転び,見慣れた駅のホームで迷子になる.今日も無事に研究室に辿り着けるかは毎日の賭け.
河野研の梟. ―― 夜な夜なC言語の未定義動作に目を光らせているが,その代償として翌日は14時まで起床しない.ちいかわを欠かさず追っており,うさぎの生き様に憧れているらしい.
河野研のAI驚き屋 ―― 最もAIを使いこなしており,トークンリミットの時間管理を完璧にこなしているらしい.ゲームボーイのエミュレータを自作しており,時たま研究室内に起動音が鳴り響く.
河野研究室では次のような方を募集しています.いずれかに当てはまる方は河野研で楽しく研究ができるでしょう.
競争的研究資金の獲得,企業との産学連携などを通じて,多額の研究費を獲得しています.そのため,他に類をみない充実した研究設備を保持しています.
一人一人に机とノート PC が与えられます.多くの場合,さらに別の実験用 PC を使って研究を行います.それだけではなく,高性能サーバ,ネットワーク装置など高価な機材を自由に使える環境が整っています.こんな機材を独占して使えるチャンスはあまりありません.存分に楽しみましょう.
また,長く使えるものを買うという観点から,液晶ディスプレイやキーボードなどのインターフェースにはきちんとお金をかけています.
河野研ではコアタイムなどは設けておらず,ゼミと個別ミーティングの時間以外は基本的に自由です.とはいえ「朝に作業するほうが効率が良い」という観点から早起きを推奨しています.
いわゆる輪講です.各学生が読んだ論文について持ち回りで発表します.現在,月曜午前と金曜午後の週二回行っています.
4 年生については,4~6 月は英語の教科書を読んでその内容を発表してもらいます.ここでプレゼンテーションの基礎を学びます. 6~7 月にかけて,輪講発表に向けての練習を行います.後期は卒業研究の進捗状況を発表し,年が明けると卒研発表に向けて発表練習をします.
河野先生と研究テーマをしっかり話し合った上で進めていきます.また先輩方の手厚いサポートもあるので,大学に来て作業さえしていれば,卒業に困ることはありません.
河野研では先輩後輩の関係も良く,フラットな体制をとっています.部屋が1つで隔たりもないため,学年やグループに関わらずメンバー間の仲はいいです.
河野研では研究以外にも色々な活動が行われています.河野研全体として行うものだけでなく,有志が集まって遊ぶなど形態も様々です.ゆる〜いイベントなので気張る必要は全くありません.
今年の B4 については全員が院進する予定です.