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Logics and Algorithms for a Unified Theory of Hyperproperties

Descrizione del progetto

Gettare le basi logiche di equità, privacy e spiegabilità

Una sfida fondamentale nella progettazione dei sistemi di IA consiste nel garantire che le decisioni prese dal sistema riflettano valori sociali come l’equità. Tra le principali preoccupazioni figurano anche la spiegazione del processo decisionale della macchina e la protezione dei dati personali. Il progetto HYPER, finanziato dall’UE, intende sviluppare un linguaggio di specificazione in grado di formalizzare matematicamente concetti complessi quali equità, spiegabilità o privacy. Le formalizzazioni si basano sulle iperproprietà, una classe di proprietà di sistema molto più espressive di quelle tradizionalmente utilizzate per caratterizzare la correttezza e l’affidabilità dei programmi informatici. Verranno sviluppati nuovi algoritmi per il ragionamento logico, la verifica e la sintesi dei programmi.

Obiettivo

The central role of information technology in all aspects of our private and professional lives has led to a fundamental change in the type of program properties we care about. Up to now, the focus has been on functional correctness; in the future, requirements that reflect our societal values, like privacy, fairness, The central role of information technology in all aspects of our private and professional lives has led to a fundamental change in the type of program properties we care about. Up to now, the focus has been on functional correctness; in the future, requirements that reflect our societal values, like privacy, fairness, and explainability will be far more important. These properties belong to the class of hyperproperties, which represent sets of sets of execution traces and can therefore specify the relationship between different computations of a reactive system. Previous work has focussed on individual hyperproperties like noninterference or restricted classes such as k-hypersafety; this project sets out to develop a unified theory for general hyperproperties. We will develop a formal specification language and effective algorithms for logical reasoning, verification, and program synthesis. The central idea is to use the type and alternation structure of the logical quantifiers, ranging from classic first-order and second-order quantification to quantifiers over rich data domains and quantitative operators for statistical analysis, as the fundamental structure that partitions the broad concept of hyperproperties into specific property classes; each particular class is then supported by algorithms that provide a uniform solution for all the properties within the class. The project will bring the analysis of hyperproperties to the level of traditional notions of safety and reliability, and provide a rigorous foundation for the debate about standards for privacy, fairness, and explainability that future software-based systems will be measured against.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

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Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2021-ADG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

CISPA - HELMHOLTZ-ZENTRUM FUR INFORMATIONSSICHERHEIT GGMBH
Contributo netto dell'UE
€ 2 227 500,00
Indirizzo
STUHLSATZENHAUS 5
66123 SAARBRUCKEN
Germania
Regione
Berlin Berlin Berlin
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 2 227 500,00

Beneficiari (1)