96 年度國科會資訊一學門規劃報告謝錫堃

成大電機系教授

學門規劃目的• 檢視各次領域的研究現況與發展趨勢，提供新進人員研究方向之參考

• 了解未來幾年資訊科技之創新研究課題，作為國科會推動資訊研發之參考

• 集結國內有限資源，規劃出對學門發展最有利之研究重點與分工合作模式

• 加強資深研究人員與新進人員的互動，加速研究人才之培育及研究成果質與量的提升

工作組織•召集人

–成功大學 謝錫堃 教授–居中協調，統整各領域規劃報告

•領域規劃召集人–共 6大領域及一個核心技術研發專案，每個領域或專案有 1~2 位召集人

–邀請領域規劃委員，召開領域規劃會議，收集及整理研究現況與發展趨勢，撰寫領域規劃報告

領域規劃內容結構•領域規劃重點議題

–主題概述 –世界發展之趨勢–我國發展現況 –關鍵研究課題 –主題參考文獻

•領域研究議題概括 •已發展成熟之研究議題

領域規劃項目• 計算機結構與作業系統• 程式語言與軟體工程• 計算機網路• 計算理論與演算法• 網路普及與計算• 資訊安全• 嵌入式系統 - 核心技術研發

計算機結構

參與人員

國立交通大學 鍾崇斌教授 國立成功大學 陳中和教授國立中山大學 黃英哲教授 國立台灣大學 楊佳玲教授國立中正大學 陳添福教授

領域概述• 傳統研究重點

– 高效能系統架構– 可擴充性系統架構

• 新興研究重點 (SOC 、嵌入式應用 )– 多核心架構– 嵌入式系統– 新興應用

主要研究課題• 主題 A：計算機結構核心技術

– Processor Architectures• 指令集架構設計 (instruction set architecture)• 多工作線架構設計 (multithreading architecture)• 多核心處理器：同質型及異質型• 多媒體運算架構設計• 容錯設計

– Memory Systems• 可擴充性記憶體設計 (Scalable memory architecture for multicores)• 記憶體一致性模式之研究 (Memory consistency)• 共享式及分散式記憶體架構設計 (Multicore Shared/Distributed memory)

– Architectural Support for Power Efficiency• 低耗電之記憶體元件設計 (low-power memory design)• 低耗電之記憶體階層架構設計 (low-power memory hierarchies) • 動態電壓調整 (dynamic voltage scaling)

– Architecture, Compiler, and OS Optimizations• 編譯器層級的電源管理 (Power management support for compilers) • 多核架構之作業系統優化設計 (OS optimization support for multicore)• 多核架構之動態優化設計 (Run-time optimization for multicore)

主要研究課題• 主題 B：系統晶片架構整合與方法

– Multiprocessing SOC Architectures• 處理器內部通訊（ Inter-Processor Communications ； IPC)• 晶片多處理器系統共享記憶體： shared memory, 、 low-power cache co

herence• 可調式多處理器系統 (Reconfigurable and embedded MPSOC)• 特殊簡省同步複雜度之硬體或記憶體設計

– On-Chip Interconnection Networks• 晶片內網路架構 (Network On Chip-NoC)• 晶片內網路電源管理 (Power management with NOC)• 傳輸偵錯與除錯 (NOC fault tolerance and crosstalk avoidance)• 多處理器晶片連結網路 (High-speed interconnection network for multicor

e)– SoC Integration Methodology

• 電子系統層級設計 (Electronics System Level: ESL):SOC 軟硬體整合• 軟硬體共同設計與驗證： hardware/software codesign and cosimulation

主要研究課題• 主題 C：新興技術與應用之架構

– Media/Graphic Processor Architectures• 支援 audio, video, communication, network protocols 等軟硬體設計• 多媒體處理器指令集• 低功率Media/Graphic Processor 設計及效益成本架構

– Application-Specific, Reconfigurable, and Embedded Architectures• 使用處理器與 FPGA 建構高性能計算系統或平台• FPGA-based massive multi-processor system• 系統發展工具包括 parallel, reconfigurable, debugging, and performan

ce profiling tools.• 特定高速運算單元、浮點單元在 FPGA 上實現的架構

– Architectures and Systems for Resource Virtualization• 資源虛擬化架構 (Architecture for resource virtualization)• 虛擬化機器技術 (Virtualization technologies, light weight virtual machine monitor,

virtual machine security, and availability)• 虛擬化之硬體架構支援 (Architectural support for virtual machines)

– Architectures for Emerging Applications

作業系統

參與人員長榮大學 蔡尚榮 清華大學 黃泰一台灣大學 郭大維 暨南大學 姜美玲交通大學 張立平

主要研究課題•主題 A： File and Storage Systems

–廣域網路檔案系統– 效能評比與測試工具– 異質媒體的混合使用策略

•主題 B： Performance and Scalability–模型及預測 (Modeling and Prediction)–量測及模擬 (Measurement and Simulation)–理論分析 (Theoretical Analysis)–延展性 (Scalability)

主要研究課題• 主題 C： Large Scale Distributed Systems

– 分散式共用記憶體 (Distributed Shared Memory)– 分散式多媒體研究 (Distributed Multimedia)– Web 上分散式計算環境之研究 (Distributed Computing Environment on the Web)– 叢集式計算 (Cluster Computing)– 分散式貯存系統 (Distributed storage system)– 點對點運算 (peer-to-peer computing)– 無線感應器網路 (wireless sensor network)

• 主題 D： Real-Time Operating Systems– 即時程序排程 (Real-time Task Scheduling)– 即時作業系統實作 (RTOS Implementations)

主要研究課題• 主題 E： Power-Aware Design

– 處理器之能源效率排程 (Energy-Efficient Scheduling over Processors) – 考量週邊能耗之功率及能源感知設計 (Power and Energy-Aware Designs with the Considerations of Peripherals)

– 作業系統之省電即時同步排程協定設計 (Energy-Efficient Real-Time Task Synchronization Protocols of Operating Systems)

– 系統元件設計及實作 (Designs and Implementations of System Components)– 功率及能源感知網路設計 (Power and Energy-Aware Networking Designs)

主要研究課題•主題 F： Dependable Systems（可靠系統）–系統軟體可靠性–容錯編碼–計算可信賴度–惡意攻擊偵測與隔離

•主題 G： Virtual Execution Environment– Hardware Virtual Machine– Application Virtual Environment

程式語言程式語言

參與人員交通大學 楊武 清華大學 李政崑 海洋大學 黃元欣 政治大學 陳恭臺灣師範大學 黃冠寰

領域規劃重點與世界先進研究領域規劃重點與世界先進研究 : : 程式語言原理程式語言原理

(Principles of Programming Language)(Principles of Programming Language)• 程式語言設計 (Programming language design)

– 支援良好程式設計方法– 模組化 ; 元件化 ;平行機制– Software transaction memory, MIT [Touitou PODC 1995]– Synchronization language for embedded system , Berkeley [Lee EMSOFT 2007] – Cyclone:  a type-safe dialect of C, AT&T [Morrisett 2005]

• 型態系統 (Type system)– 減少型態錯誤及型態檢查– 型態安全保證及執行效能提高– 多元型態以提升語言表達能力– Type-safe assembly language, Cornell [Glew POPL 1999]– Generalized algebraic data types, Microsoft, U.K. [Kennedy OOPSLA 2005]

• 程式分析 (Program analysis)– 靜態分析以預測執行期之性質– 動態分析以蒐集執行期之特定資料– Memory leak detection, Stanford [Heine ICSE 2006 ]

領域規劃重點與世界先進研究領域規劃重點與世界先進研究 : : 程式語言原理程式語言原理

(Principles of Programming Language)(Principles of Programming Language)• 程式轉換 (Program transformation)

– 特定目標轉換程式結構 ; 對程式作部份取代或修改– 從高階 (high-level) 規格逐次轉換– 產生具特定性質之程式碼– Context-sensitive domain-independent algorithm composition and selection, Purdue [Eigen

mann PLDI 2006]

• 程式語言的安全系統 (Security mechanism)– 提高程式語言安全架構– 增加對網路攻擊之抵抗能力– 支援服務導向架構 (Service oriented architecture) 之相關安全模式– Finding security vulnerabilities in java applications, Stanford [Livisits USENIX 2005]

• 特定領域語言 (Domain specific language)– 語言層級支援特定工作之描述– 協助一般語言描述複雜工作– 利用語言之規格準確且迅速解決特殊領域之問題– Streaming language: Brook, Stanford [Gummaraju MICRO 2005]

領域規劃重點與世界先進研究領域規劃重點與世界先進研究 : : 編譯器最佳化技術編譯器最佳化技術

(Optimizing Compilers)(Optimizing Compilers)• 低功率編譯器 (Low-power compiler)

– 善用硬體機制支援動態頻率調整 ;提供資訊于作業系統改變工作電壓 – 程式於低耗能狀態下於預定時間內完成工作– Compiler-directed channel allocation for saving power in on-chip networks,PSU [Chen SIGPLAN 2006]

• 嵌入式編譯器– 高效能、低耗電之平衡 ; 支援資料平行化 ; 快速移植技術以支援處理

器之多元化– PACC, NTHU [Lin LCPC 2005]– Register allocation for irregular register file, NTHU[Lin CPC 2007]

領域規劃重點與世界先進研究領域規劃重點與世界先進研究 : : 編譯器最佳化技術編譯器最佳化技術

(Optimizing Compilers)(Optimizing Compilers)• 多核心編譯器

– 有效建立多核間之溝通與工作分配 ; 多核心最佳化– 編譯器於程式碼之平行化– Octopiler for Cell, IBM [Eichenberger2005]

• 先進編譯器分析– 多處理器之有效利用– 共用記憶體及快取之最佳化– Probabilistic pointer-to analysis, NTOU, NTHU[Chen SIGPLAN 2003]

• 及時編譯器及 Java 虛擬機器– 提供軟體相容性 ; 增進可攜性– 虛擬化技術之最佳化– Cross-platform optimizations for a java just-in-time compiler, IBM [Ishizaki OOPSLA 2003]

關鍵研究課題關鍵研究課題 : : 程式語言原理程式語言原理(Principles of Programming Language)(Principles of Programming Language)• 程式語言設計 (Programming language design)

– Modularity– Paradigm integration– Concurrency model

• 型態系統 (Type system)– Type polymorphism – Typed intermediate language– Type-directed compilations– Type-based program analysis

• 程式分析 (Program analysis)– Abstract interpretation– Control flow analysis– Dynamic analysis– Security analysis

關鍵研究課題關鍵研究課題 : : 程式語言原理程式語言原理(Principles of Programming Language)(Principles of Programming Language)• 程式轉換 (Program transformation)

– Program derivation– Program specialization– Generative programming– Staged computation

• 程式語言的安全系統 (Security mechanism)– Type safety– Code certification– Proof carrying code– Program analysis for security flaw detection

• 特定領域語言 (Domain specific language)– Reliability, portability, reusability, and quality guarantee– Abstraction for specific problem domain

• Streaming language for multi-core architectures• Graphic rendering• Parallel programming

關鍵研究課題關鍵研究課題 ::編譯器最佳化技術編譯器最佳化技術(Optimizing Compilers)(Optimizing Compilers)

• 低功率編譯器 (Low-power compiler)– Compiler for low-power– Compiler for reducing heat dissipation– Low-power programming APIs

• 嵌入式編譯器– DSP compiler optimization– Compiler for distributed register files– Compiler for code size optimization– Library optimization

• 多核心編譯器– Compilation for multi-core architectures– Compilation for heterogeneous cores– Compilers for transactional memory– Optimization for multi-threaded architectures

關鍵研究課題關鍵研究課題 ::編譯器最佳化技術編譯器最佳化技術(Optimizing Compilers)(Optimizing Compilers)

• 先進編譯器分析– ADL(architecture description language)-based infrastructures

– Fast proto-typing code generation– Compiler for ILP and VLIW– Link-time optimization– Feedback compilation– Binary analysis– Probabilistic data-flow analysis

• 及時編譯器及 Java 虛擬機器– Just-in-time compilation– Virtual memory support– Binary translation

軟體工程

參與人員東海大學 朱正忠 成功大學 朱治平中央大學 李允中 交通大學 王豐堅中央大學 陳振炎 中山大學 鄭炳強台灣科大 鄭有進 成功大學 焦惠津

主題 A: 軟體流程技術(Software Process Technologies)

•主要研究課題– CMMI軟體作業規範技術– Work-Flow Engineering

主題 B: 現代軟體工程技術 (Modern Software Engineering Technologies)

• (Component/Agent/Aspect based)軟體工程技術• Software Maintenance and Evolution• Agile Method/Extreme Programming 敏捷軟體工程方法• Testing Driven Methodology• Integration Method/ Development Environment/ Visual programming environment/ tools

• Model Driven Development• Framework /Architectures /Pattern

主題 C: 嵌入式系統軟體工程 (Software Engineering for embedded systems)

• Embedded System Software Architecture & Analysis

• Embedded system Modeling• Performance-critical Systems Design• Software System Engineering for Embedded Systems

主題 D: 軟體品質技術(Software Quality Technology measurement)

• 軟體品質模式與度量指標• Software Quality model (dependability/availability/reliability)

• 軟體測試技術

主題 E : 其他

• Software Engineering Education

• Empirical software engineering

計算機網路

參與人員成功大學 鄭憲中 交通大學 曾煜棋

有線網路有線網路• Optical networks

光交換機（ optical switches ）IP-over-WDM繞徑及波長分派（ routing and wavelength assignment ）

• Broadband networks 不同寬頻接取網路技術之整合與應用，如 FTTx整合 PLC的寬頻服務，四

合一寬頻整合服務（ Quadruple play，寬頻網路存取、有線電視、電話以及行動網路）

寬頻接取網路中 VoIP（ Voice over IP）與 IPTV之應用與研究宽頻接取網路之 QoS（ Quality of Service）研究寬頻接取網路之安全研究寬頻接取網路之穩定性研究寬頻接取網路之網路管理技術與 SLA（ Service Level Agreement ）研究

寬頻接取網路相關技術之單晶片設計與應用寬頻接取網路與 Home Gateway整合與發展

有線網路有線網路• Internet protocols

下一世代網際網路協定設計（ Next generation internet protocol - clean-slate design)

跨層網際網路協定設計（ Cross layer design ） 支援新服務之應用層協定（ Application protocols for accessing new services ）

強化傳輸層協定設計（ Enhanced transport layer protocols ） 網際網路層（ Internet layer ） 媒體存取層（ Enhanced MAC protocols ）

• High-speed switching technology Packet Scheduling Buffer Management Packet Classification Crosspoint Buttered Switches Load-balanced Switches All Optical Switching

無線網路無線網路• Wireless communications

Wireless PAN (WPAN) Wireless LAN Wireless MAN (IEEE 802.16) Cellular Network

• Wireless ad hoc and mesh networks 網路安全 (Security) 認證與連接控制 (Authentication and access control) 重疊網路 (Overlay networks) 自我組織的網路架構 (Self-organized network architectures) 效能分析與模型方法 (Performance analysis and modeling) 能源與系統資源管理 (Energy and resource management) 多媒體與服務品質的傳輸 (Multimedia/QoS communications, routing and multicasting)

具適性之網路拓樸管理 (Adaptive topology management) 創新應用 (Novel applications)

無線網路無線網路• Wireless sensor networks

感測點 (Sensor Node)及收集點 (Sink Node)的設計及實作 媒體傳輸層通訊協定 網路層通訊協定 低成本且精準之定位技術。具 Full-Coverage及網路連通性之 Network Deployment及 Redeployment

技術。 Data-Centric 查詢及資料儲存技術。 容錯及資訊安全技術。 作業系統之開發及程式開發與測試環境。無線網路應用系統之雛形設計、系統開發、效能分析及推廣。

應用應用• Peer-to-peer networks

P2P的 infrastructure (overlay)有效而自主地建立。 P2P網路中 resource discovery (search), routing 等問題。 P2P網路中 peer大量、快速加入、離開的問題 (churn)。 Large scale P2P系統實際運作與效能分析。 P2P 在 4G 環境的實現技術 (MANET, WiFi, WiMax, All-IP heterogeneous networks)。

各類 P2P應用技術，如 file sharing, video on demand, live video streaming, VoIP, on-line game, etc。

P2P 實作或模擬工具 (platform)。• Digital home, digital life

Home Network 通訊協定設計 Wireless Home Networking 研究議題 Platform for Multimedia at Home Home Multimedia Applications Applications for Digital Life

計算理論

參與人員台灣大學 顏嗣鈞 中研院資訊所 王柏堯台灣大學 莊裕澤 中研院資訊所 呂及人

規劃重點•計算理論邏輯基礎

–王柏堯•分散式計算理論

–莊裕澤•計算複雜度

–呂及人

計算理論邏輯基礎• 主題概述

–邏輯為數學提供嚴謹的演繹方法，同時也提供資訊科學分析的基礎

–在理論上，許多計算現象尚未在數理邏輯中討論，新的邏輯和分析技巧便應運而生

–在實用上，許多邏輯分析方法已被自動化，並應用於數學定理證明以及軟硬體工業上

重點議題• 計算邏輯

–古典邏輯無法精簡地描述計算現象，如時態、不確定性等

• 有限模型理論–電腦系統是有限模型，傳統模型理論不再適用

• 賽局理論之應用–邏輯問題可以藉由賽局理論來解決

重點議題

• 自動化定理證明–應用證明理論，讓程式檢查複雜的數學證明

• 模型檢驗與自動驗證–應用模型理論，以檢驗計算模型上之性質

世界發展趨勢•計算邏輯–modal logic, temporal logic, descriptive logic

•有限模型理論–descriptive complexity, database query language

•賽局理論之應用–Ehrenfeucht-Fraïssé games

世界發展趨勢

•自動化定理證明–program verification

•模型檢驗與自動驗證–compositional reasoning, abstraction

我國發展現況•從事此領域之研究人員不多但與國際交流密切

–所創立之國際會議 ATVA ，已在台北、北京、東京舉行， 2008年將於首爾舉辦。

–曾邀請 Turing award得主 Amir Pnueli、美國工程院士 Edmund Clarke及 Moshe Vardi來台訪問

• 主要研究領域包括– fuzzy logic, model checking, timed systems, functio

nal and program verification

關鍵研究課題

•計算邏輯–combined decidable theories, separation logic

•有限模型理論–UML schemata verification and validation

關鍵研究課題•賽局理論之應用–unified theory for decidability and complexity results

•自動化定理證明–integration of external decision procedures

•模型檢驗與自動驗證–SMT, abstraction and refinement

分散式計算理論• 主題介紹

–分散式系統 (Distributed Systems) • 汎指系統元件並非集中於單一主機上，而是分散於不同的地方，透過網路或其他通訊方式，相互協調運作，而達到某一設定之運算目的

–分散式計算 (Distributed Computing) • 汎指研究分散式系統相關的基礎問題，包括分散式演算法、模型與分析、系統架構、系統安全與容錯、網路與相關議題等等。

主要研究課題• 分散式演算法 (Distributed Algorithms)

• 模型與分析 (Modeling and Analysis)

• 系統架構 (Architecture)

• 系統安全與容錯 (Security and Fault-Tolerance)

• 網路與相關議題 (Networking and Related Issues)

關鍵研究課題• distributed algorithms, analysis and complexity

• resource management and scheduling• fault-tolerance, reliability and availability

• self-stabilization and self-organization

• specification, semantics, verification, and testing of distributed systems

• specification and verification of security protocols

關鍵研究課題• experiments and performance measurements in distributed systems

• high-performance, cluster, and grid computing

• location- and context-aware networks• distributed computing issues in the Internet and world-wide web

• sensor, mesh, and ad hoc networks• peer-to-peer systems and overlay networks• economical aspects of distributed computing, selfish agents

現況、展望、推動與落實方案• 世界發展之趨勢

– 分散式計算的基礎理論研究至今已有三、四十年的歷史，是個相對成熟的領域。

– 近年來較大的發展往往是引進跨領域的知識 ( 如經濟學、社會學 ) 去開創新的研究方向。

• 我國發展現況– 國內目前在分散式計算的研究偏重在系統層面，但在理論方面的研究稍嫌薄弱。

• 推動與落實方案– 適當鼓勵基礎理論型的研究計畫– 重視一流國際會議論文的發表– 跨領域的結合

計算複雜度• 主題概述

–對計算的本質做定量式的研究：•研究解決計算問題所需的計算資源：時間、空間、及隨機度（ randomness ）等

•探討各種計算資源之間的關係–計算機科學的基礎，與其他領域也有密切關連

世界發展之趨勢• 探討各種計算模型間的關係

–發現幾乎所有自然而合理的計算模型，其能力都是等價的

• 研究 NP-Completeness的概念–發現許多來自各個領域的困難計算問題，經過適當轉換，基本上都可視為同一個問題

• 證明解決問題的時間低限–試圖證明這些困難的計算問題沒有快速的演算法，但是困難重重、成果有限

世界發展之趨勢• 近似演算法的能力

–對於困難最佳化問題，尋找近似而非最佳解。有些問題因而有了快速的演算法

• 隨機演算法的能力–隨機演算法為許多重要的計算問題，提供了目前最有效率的解法

• 量子計算的能力–發現因數分解有快速的量子演算法。若能成功建造大型量子電腦，便能破解許多常用的密碼系統

關鍵研究課題• 隨機計算的極限

– 研究是否可以有系統的將隨機式演算法轉化為確定式演算法，而只犧牲一點效率。已有不少正面的成果。

• 亂度淬取程序的建構與應用– 研究如何由不純的弱亂源中，淬取出近乎完美的亂數。除可供隨機演算法使用外，在其他領域也發現應用。

• 難度放大程序的建構：– 研究如何由一個只稍具難度的函數出發，將其轉化為一個具有高度難度的函數。除了可用來建構虛擬亂數產生器，也可用來強化密碼系統的安全性。

關鍵研究課題• 量子計算的能力與極限：

–尋找更多的量子演算法，以及探討量子計算的可能極限、與其在複雜度藍圖中所在的位置。

• 複雜度理論在其他領域的應用：–複雜度理論除了在計算機科學的其他領域有應用外，對其他學科如物理、數學、經濟等也有影響。

演算法理論

參與人員 中正大學 張貿翔

我國發展現況• 國內演算法理論研究先驅李家同教授與其學生合著一本英文演算法教科書 [RSRY05]，是國內學者撰寫的第一本演算法英文教科書。

• 在新興議題中提到的演算法中除了近似演算法與隨機演算法國內有少數學者從事相關研究外，尚未引起國內學者之注意。

• 樹德科技的吳邦一教授與台大的趙坤茂教授合著一本近似演算法研究英文專書 [BAN04] 相當難得。

世界發展之趨勢 (一 )• 性質測定的明確定義首次出現於 [RUM96]。之後歷年的 F

OCS,STOC, SODA 等重要的計算理論與演算法研究學術會議以及 SIAM J. on Computing 、 J. ACM 等重要期刊都可以看到性質測定相關的論文。

• 自從 R. Downey 和 M. Fellows 提出固定參數複雜度 (Parameterized Complexity) 的概念之後 [DOW95_1, DOW95_2,DOW95_3, OW97] ，固定參數演算法逐漸受到重視，近年來演算法領域的重要學術會議以及學術期刊常見固定參數演算法論文。

• 德國的 Rolf Niedermeier 的團隊有不少固定參數演算法結果。對於想涉獵固定參數演算法者，拜訪他的網站下載相關論文研讀是個不錯的開始。

世界發展之趨勢 (二 )• International Workshop on Parameterized and

Exact Computation 是個新興的國際會議，從 2004 年起每兩年舉辦一次。會議主題為固定參數演算法以及確實解演算法。

• 挪威 Bergen 大學 Fedor V. Fomin 的團隊有不少降低指數時間演算法的最差時間複雜度的分析與設計策略的論文拜訪他的網站可下載不少相關論文

新興議題 (一 )

• 處理大量資料的演算法(Algorithms for Massive Data Sets)–外部演算法（ External Algorithms）–性質測定 (Property Testing)

新興議題 (二 )• 處理困難問題的演算法

(Algorithms for Hard Problems)– 近似演算法 (Approximation Algorithms)– 隨機演算法 (Randomized Algorithms)– 固定參數演算法 (Fixed-Parameter Algorithms)– 降低指數時間演算法的時間複雜度 (Lowering

Worst Case Complexity of Exponential Algorithms)

普及計算

參與人員中山大學 賴威光 台灣大學 王勝德

主要研究課題•主題 A： Communication and network infrastructure for Pervasive computing– Architecture Design in Ubiquitous Computing and Networks

– Pervasive Computing-Home Network– Seamless Technology in Pervasive Computing

– Cross-Technology Pervasive Computing

主要研究課題•主題 B：智慧型設備和智慧型環境中的感測器和射頻識別(Sensor and RFID in pervasive systems, Smart devices and intelligent environments)

–可穿戴式電腦 (Wearable computers)–使用感測器和射頻識別強化智慧型設備和智慧型環境 (Sensor/RFID enriched smart devices and intelligent environments)

–中介軟體服務和代理人技術 (Middleware services and agent technologies)

–定位和追蹤技術 (Positioning and tracking technologies)

主要研究課題•主題 C：情境認知計算、自發計算與程式模式 (Context-aware Computing, autonomous computing and Programming Paradigms)–情境認知計算 (Context-aware Computing)–自發計算與通訊 (Autonomic computing and communications)

–程式模式 (Programming paradigms for pervasive systems)

主要研究課題•主題 D：使用者界面與互動模型與評估工具及方法–使用者界面與互動模型

•關鍵在於使用者經驗，且系統原型允許使用者體驗我們的創作是重要的一環

–評估工具與方法•普及計算系統評估方法著重於辦識出可以形成整體評估框架之元素的技術

主要研究課題• 主題 E：信任、安全、私密問題 (Trust, security and privacy issues in pervasive systems)– 存取控制、認証、隱私管理的模型– 生物方法 (biometric methods)用於普及計算的系統– 安全性，以及其它導因於資源限制平台的設計重點之兩難(tradeoff)

– 信任管理 (trust management) 於普及計算網路之傳輸協定

– 普及計算傳輸協定之分析– 普及計算之硬體安全議題– 普及計算系統之審計 (audit)及課責性 (accountability) – 普及計算之非技術性意涵 (implications)

資訊安全研究

參與人員顏嵩銘、曾文貴、孫宏民、呂及人、官大智、洪國寶、邱榮輝、陳同孝、呂俊賢、林之寅、 許富皓、黃世昆、賴溪松、邱榮輝、謝緒平、楊中皇、范俊逸、王智宏

規劃原則• 選定五大主題規劃

– 資訊安全理論– 數位內容安全– 系統與軟體安全– 網路安全– 資訊安全應用

• 每一主題包含數個子題，每個子題包含– 子題概述– 世界發展趨勢– 國內研究現況– 未來重點發展議題

主題 A：資訊安全理論• 研究課題

– 亂數與擬亂數– 串流與塊狀私鑰密碼系統–公開金鑰系統設計與分析– 橢圓曲線密碼系統– 量子密碼系統–密碼模組安全檢測與實體安全分析–密碼協定設計與分析

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主題 B：數位內容安全• 研究課題

– 資訊隱藏與偵測– 數位浮水印–數位權利管理– 視覺式赫序

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主題 C：系統與軟體安全• 研究課題

–網路安全測試平台–軟體安全–惡意程式–大規模網路攻擊的偵測與防禦– Web安全–防火牆、 IDS、掃毒軟體

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主題 D：網路安全

• 研究課題–網路安全協定設計與分析–短距無線網路安全–中距無線網路安全–遠距無線網路安全–行動計算安全技術網路安全協定設計與分析 –網路攻防技術

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主題 E：資訊安全應用• 研究課題

–金鑰管理–數位鑑識– 電子票券– 電子付款與交易安全

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嵌入式系統

成大電機 楊竹星 台大資工 施吉昇成大工科 黃悅民 交大資工 曹孝櫟 台大電機 王勝德 台大資工 郭大維 東華資工 陳俊良

主題概述•嵌入式系統軟體作業核心•嵌入式系統中介軟體•嵌入式系統發展工具• 嵌入式系統應用軟體

關鍵研究課題•嵌入式系統軟體作業核心

–唯讀化能力 (ROMability)–核心最小化 (Kernel Minimization)–相容性議題 (Compatibility Issues)–高效節能議題 (Power Efficient Issues)– 發展平台與晶片支援 (Board and Chip Supports)–即時能力 (Real-time Capability)

關鍵研究課題• 嵌入式系統中介軟體

– Workflow infrastructure for embedded systems– Workflow modeling techniques and specification language

– Middleware for federated distributed embedded systems

– Information exchange for medical devices– Resource management for distributed embedded systems

– Middleware for grid computing and e-Science– Middle execution engine

關鍵研究課題• 嵌入式系統發展工具

– Software Development Tools– Methodologies to Embedded System Design– System Level Design– Modeling of Components as Building Blocks– Design and Optimization: timing, power, area– Performance Analysis, Simulation, and Verification

– Virtualization Techniques

關鍵研究課題• 嵌入式系統應用軟體

–人機介面建構技術 (User Interface for Embedded Systems)

–支援嵌入式系統應用模組 (Application for Embedded Systems)

–車載應用 (Telematics Applications)–數位家庭應用 (Digital Home Applications)