2020年CGS/ProQuest数学、物理科学和工程奖得主:
异构并行系统的并发性与安全验证
为了在可管理的功率和热级别上实现性能扩展，现代系统架构师使用并行以及高度的硬件专门化和异构性。不幸的是，异构并行带来的能力和性能提升是以显著增加设计复杂性为代价的，不同组件的编程方式不同，访问共享资源的方式也不同。这种设计复杂性反过来又给架构师提出了挑战，他们需要设计机制来编排、执行和验证执行应用程序的正确性和安全性。
事实证明，当应用程序在特定硬件实现上执行时，有问题的硬件事件顺序和交错可能会导致软件级别的正确性和安全性问题。由于硬件设计非常复杂，而且单个面向用户的指令可以显示各种不同的硬件执行事件序列，因此分析和验证系统是否正确、安全地排列和交错这些事件是一项挑战。为了解决这个问题，本文将硬件系统体系结构方法与形式化方法技术相结合，以支持实现感知事件排序场景的规范、分析和验证。这里的具体目标是实现自动合成具有实现意识的程序，当这些程序存在时，这些程序能够违反正确性或安全保证。yobet真人vip
首先，本文介绍了TriCheck，一种用于执行全堆栈内存一致性模型验证（从高级编程语言到硬件实现）的方法和工具。使用严格有效的形式化方法，TriCheck发现了2016年RISC-V内存模型规范中的缺陷，以及之前证明正确的编译器映射方案（从C11到Power和ARMv7）的两个反例。
其次，在注意到内存一致性模型和安全分析适用于类似的方法之后，本文提出了一种用于硬件安全验证的方法和工具CheckMate。CheckMate使用正式的技术来评估硬件系统设计对正式指定的安全利用类的敏感性。当一个设计是易受影响的，概念验证利用代码被合成。将军会自动合成程序代表熔解和幽灵和新的漏洞，熔解prime和SpectrePrime。
第三，本文提出了在硬件系统中处理内存模型异构的方法，重点讨论了所提出的技术在安全方面的正确性和适用性。
2020年CGS/ProQuest人文与美术奖得主:
轨道使用经济学：理论、政策和测量
地球轨道是一种拥挤的资源，具有新颖的动态外部性。在本文中，我的合作者和我研究轨道使用外部性的性质，研究政策选择空间来分类现有政策并识别一类最优政策，考虑技术进步能够减轻这些外部性的程度，并计算最优卫星税的规模和时间路径以及实施卫星税的福利收益。出现了三个关键结果。首先，开放进入地球轨道引发了过度碰撞风险和碎片产生的问题。让利润最大化的公司自生自灭，可能会触发一系列产生碎片的危险碰撞，从而使资源崩溃几代人。其次，尽管现有的大多数政策讨论都集中在针对卫星发射的仪器上，但最佳政策将针对轨道上的卫星，而不是发射卫星的行为。尽管冲突带来了物理上的不确定性，但价格或数量政策的实施是等价的，两者都可以实现社会福利的最大化。碎片清除技术不能免除政策的需要；它们只能在拥有卫星的公司支付搬迁费用的情况下降低均衡碰撞风险。第三，从2020年开始，低地球轨道的最佳卫星税（或轨道租赁费）将从每颗卫星每年约40000美元开始，并以每年约5.2%的速度增长，以保持资源租金。这项税收将使卫星产业的净现值在2020年增加约1.75万亿美元，到2040年增加超过4万亿美元。延迟行动可能代价高昂：相对于2015年开始优化管理的基线，2035年开始优化管理将在2040年放弃约4.6万亿美元的永久轨道使用价值。