Null Fehler in Auto-Elektronik

Informatiker arbeiten an dem Beweis, dass ein Betriebssystem frei von Entwurfs- und Programmierungsfehlern ist

Für die Sicherheit von Autos wird immer mehr Elektronik eingesetzt. Damit ist jedoch auch die Fehlerquote gestiegen. Laut ADAC sind ein Drittel aller Autopannen auf Mängel in der Elektronik zurückzuführen, rund 80 Prozent davon sind Softwarefehler. Eine Forschergruppe unter Leitung des Saarbrücker Informatik-Professors Wolfgang Paul arbeitet derzeit mit Hochdruck an einer Technologie, mit der formal garantiert werden kann, dass Automobilsysteme keine solche Fehler mehr enthalten. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse sollen dann auf ein Auto-Notruf-System angewendet werden, das nach einem Unfall automatisch die Rettungsstelle alarmiert. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass man schon in naher Zukunft die Sicherheitstechnik in Autos und Flugzeugen ohne diese Korrektheitsgarantien nicht mehr vermarkten kann. Ihre Forschungsergebnisse stellen sie auf der CeBIT 2005 in Hannover vor.

Wenn Computersystemen nachgewiesen wird, dass sie ihre mathematisch exakten Vorgaben korrekt erfüllen, spricht man von der formalen Verifikation. Die dafür notwendigen Methoden haben Wissenschaftler im Rahmen des Forschungsprojektes Verisoft entwickelt, das seit zwei Jahren vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird. „Bisher verwendet die Industrie viel Zeit darauf, Rechnersysteme zu testen, um dabei oft nur kleine Fehler zu entdecken. Sie sucht also sprichwörtlich die Nadel im Heuhaufen. Durch unser Verfahren können wir schon bei der Konstruktion jede auch noch so winzige Nadel im Heuhaufen finden“, erläutert Professor Wolfgang Paul. Für die Industrie habe die Verifikation enorme Vorteile. Neue Systeme könnten schneller und günstiger entwickelt werden. Außerdem ersparten sich zum Beispiel die Autohersteller teure Rückrufaktionen wegen Störungen in der Fahrzeugelektronik. „In Zukunft können die Hersteller eine Garantie dafür abgeben, dass ihre Computersysteme fehlerfrei konstruiert sind. Dies wird sich auch auf die Sicherheitsvorschriften und Normen auswirken“, sagt der Saarbrücker Informatik-Professor. Hier erhoffe er sich einen Wettbewerbsvorteil für die bundesdeutsche Industrie, da die hiesige Forschung beim Thema „Verifikation“ weltweit die Nase vorn habe.

Im vergangenen Jahr haben die Wissenschaftler des Verisoft-Projekts den automatischen Autonotruf als Beispiel für ein komplexes System unter die Lupe genommen und alle Abläufe in mathematische Formeln gepackt. Diese exakte Modellierung schafft die Grundlage dafür, nicht nur in der Hard- und Software, sondern auch im Kommunikationssystem ein fehlerfreies Design nachweisen zu können. Der automatische Auto-Notruf soll nach dem Willen der Europäischen Union und der Automobilindustrie, wie erst kürzlich bekannt gegeben, schon ab 2009 in alle Neuwagen eingebaut werden. Bei einem Unfall wählt das Auto automatisch eine Notrufzentrale an und sendet die genauen Koordinaten des Unfallorts sowie weitere Fahrzeugdaten. Damit dieses Szenario ohne Pannen abläuft, müssen nicht nur zahlreiche unabhängige Prozessoren im Fahrzeug korrekt funktionieren, sondern auch das Zusammenspiel der unterschiedlichen Software wie GPS, Mobiltelefon und Crashsensoren. Das Forschungsprojekt Verisoft wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) seit 2003 mit ca. 3,7 Millionen Euro pro Jahr gefördert. Die Federführung für das Projekt liegt bei der Universität des Saarlandes. Auf wissenschaftlicher Seite arbeitet sie mit den Technischen Universitäten Darmstadt, Koblenz und München sowie dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz und dem Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken zusammen. Industrielle Partner sind die Infineon Technologies AG, die T-Systems International GmbH, die BMW Group und die mittelständische AbsInt GmbH.

Das Verisoft-Projekt wird auf der CeBIT in Hannover vom 10. bis 16. März 2005 auf dem saarländischen Forschungsstand (Halle 9, Stand D09) vorgestellt. Im Rahmen des „future talk forum“ der CeBIT (Halle 9, Stand C16) hält der wissenschaftliche Gesamtprojektleiter Prof. Dr. Wolfgang Paul am 11. März um 14 Uhr einen Vortrag zum Thema „Konstruktion garantiert fehlerfreier Betriebssystemkerne“.

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Projektleitung Verisoft
Tom In der Rieden
Tel. 0681/302-3585
Email: idr@cs.uni-saarland.de