Ontology-driven metamodeling towards hypervisor design automation: secure hypervisor design environment

Abstract

Nowadays, the critical embedded software development industry must develop software that adheres to strict safety- and security-related standards. Just as important as the developed software are the development methodologies and tools used in their development. However, certification does require additional efforts on development leading to an increase in both its budget and time-to-market. The aim of this dissertation is to develop a solution that can ease software developers in achieving compliance with security and safety standards. The solution focuses on the use of automation and modeling techniques via the development of a domain-specific language integrated with semantic technology for the automation and validation of a design flow under a framework named Design Flow Modeling Language. This dissertation describes the development of the framework through the analysis, design and implementation, focusing on both the language and the ontology perspectives, and its applicability in common development scenarios of embedded systems. The results show how the developed framework uses semantic rules to enrich the embedded software development process with checks and restrictions to provide safety and security and how automation and external tool integration is made easy with the domainspecific language.

Atualmente, a indústria de desenvolvimento de software embebido crítico deve desenvolver software que adira a rígidos padrões de segurança. Tão importante quanto o software desenvolvido são as metodologias de desenvolvimento e ferramentas utilizadas no seu desenvolvimento. No entanto, a certificação requere esforços adicionais no desenvolvimento que levam ao aumento tanto do custo como do tempo de colocação no mercado. O objetivo desta dissertação é desenvolver uma solução que facilite aos arquitetos de software alcançar conformidade com os padrões de segurança. A solução foca-se no uso de automação e técnicas de modelação através do desenvolvimento de uma linguagem de domínio específico integrada com tecnologia semântica para a automação e validação do fluxo de design sob uma ferramenta chamada Design Flow Modeling Language (linguagem de modelação de fluxo de design). Esta dissertação descreve o desenvolvimento da ferramenta através da análise, conceção e implementação, focando-se em ambas as perspetivas da linguagem e da ontologia, e a sua aplicabilidade em cenários comuns de desenvolvimento de sistemas embebidos. Os resultados mostram como a ferramenta usa regras semânticas para enriquecer o processo de desenvolvimento com verificações e restrições de forma a providenciar segurança e como a automação e integração de ferramentas externas se torna fácil com a linguagem de domínio específico.