Le Centre de recherche commun INRIA-Microsoft Research a été créé par l’INRIA (Institut National de Recherche

en Informatique et Automatique), Microsoft Corporation et Microsoft Research Cambridge. L’objectif du Centre est de mener une recherche à long terme dans les domaines des méthodes formelles, de la sécurité du logiciel et de la recherche informatique appliquée aux sciences.

En avril 2005, François d’Aubert, Ministre délégué à la Recherche, Gilles Kahn, Président-Directeur Général de l’INRIA, et Steve Ballmer, Directeur Général de Microsoft Corporation, ont signé un protocole d’accord et annoncé la création d’un laboratoire commun en France. Au mois d’octobre 2005, François Goulard, Ministre délégué à la Recherche, Gilles Kahn et Bill Gates, Président de Microsoft, ont signé un accord cadre. Un nouveau laboratoire était créé sur le Plateau de Saclay, près du campus de l’INRIA Saclay, de l’Université d’Orsay,

de l’Ecole Polytechnique et de l’Ecole Supérieure d’Electricité (Supélec). Trois projets de recherche sur les méthodes formelles et la sécurité ont démarré en mai 2006.

Le Centre de recherche commun a été inauguré officiellement le 12 janvier 2007, en présence d’Eric Boustouller, Président de Microsoft France, Michel Cosnard, Président-Directeur Général de l’INRIA, Andrew Herbert, Directeur de Microsoft Research Cambridge, et Rick Rashid, Vice Président en charge de la Recherche à Microsoft.

Le programme de recherche du Centre de recherche commun est organisé autour de deux thèmes. Le thème A, porte sur la sécurité et la fiabilité du logiciel, il comprend trois projets : Composants mathématiques, Outils pour la spécification formelle et les preuves formelles, et Sécurité des calculs distribués et leurs preuves. Le thème B porte sur les outils informatiques pour les sciences et l’intéraction avec les données scientifiques, il comprend quatre

Le Centre de reCherChe Commun

Diplômé de l’Ecole Polytechnique en 1968, Jean-Jacques Lévy a obtenu son doctorat à l’Université de Paris VII en 1978. Il est actuellement directeur de recherche à l’INRIA, professeur à l’Ecole Polytechnique depuis 1992, où il enseigne la programmation, et directeur du Centre de recherche commun Microsoft Research-INRIA depuis 2006. Jean-Jacques Lévy a travaillé sur les systèmes d’exploitation, la sémantique des langages de programmation, la syntaxe du lamba-calcul, l’infographie interactive et la CAO pour les VLSI, et la théorie de la concurrence.

projets : Un Dictionnaire dynamique de fonctions mathématiques, ReActivity, Recherche combinatoire adaptative pour les e-sciences, et Extraction d’images et de vidéos pour les sciences.

Le thème A s’intéresse à l’utilisation des mathématiques afin d’accroître la sécurité et la fiabilité des logiciels et des systèmes informatiques à l’aide de spécifications formelles, d’outils de vérification et de démonstration de théorèmes, ou de démonstrations assistées par ordinateur. Ces domaines de recherche s’appuient sur une ancienne tradition de coopération entre les chercheurs de l’INRIA et de Microsoft Research, dans le cadre de conférences et par l’échange de chercheurs, de doctorants ou de post-doctorants. Les outils utilisés sont principalement ceux de la logique mathématique et de la théorie des langages de programmation. Le thème A aborde de nouvelles formes de spécifications et de techniques de démonstration destinées aux systèmes distribués et aux services de l’internet. Il traite également des preuves formelles de théorèmes mathématiques, tels que, par exemple, le théorème des quatre couleurs ou le théorème de Feit-Thompson dont la complexité de la démonstration pousse à ses limites la technologie des démonstrateurs actuels.

Le thème B s’intéresse à de nouveaux outils logiciels et à de nouvelles applications visant à gérer des données scientifiques de plus en plus complexes, à les analyser et à interagir efficacement avec elles. Sont concernés le calcul formel, la visualisation des données, la vision

En joignant les efforts d’équipes qui ont déjà une longue histoire de collaborations fructueuses, j’ai de grands espoirs que nous puissions ainsi accélérer le processus de découverte. Dans nos secteurs, c’est la recherche fondamentale qui guide le futur des entreprises.

La recherche est collaborative par essence et l’INRIA est un institut de recherche de très haut niveau avec lequel nous travaillons de manière

informelle depuis de nombreuses années. Nous avons maintenant décidé de

formaliser notre association et de créer un laboratoire commun afin de nous

concentrer sur quelques centres d’intérêt communs et d’en accélérer les travaux.

Michel Cosnard, Président-Directeur Général de l’INRIA

Andrew Herbert ,Directeur de Microsoft Research Cambridge

par ordinateur, les interactions homme-machine, la programmation par contraintes et les algorithmes génétiques. Cet axe de recherche prolonge l’Initiative Scientifique Européenne de Microsoft, qui encourage l’émergence de « nouvelles formes » de science et d’informatique, au croisement de l’informatique et des sciences naturelles et physiques.

Le Centre de recherche commun Microsoft Research-INRIA entend accueillir en permanence une trentaine de chercheurs. Il bénéficie actuellement de la collaboration d’environ 25 chercheurs de l’INRIA et d’autres institutions françaises de recherche, et de 14 chercheurs de Microsoft Research.

Le Centre est le fruit de la forte tradition française des mathématiques et des sciences de l’ingénieur. Il repose également sur la stature internationale de la recherche publique française et sur l’excellence de la recherche effectuée à l’INRIA et à Microsoft Research. Il est l’illustration d’une vision commune de l’INRIA et Microsoft Research sur l’importance de la recherche informatique au service de la science et de l’économie mondiale. Le Centre représente également un engagement de recherche ouverte : les idées, technologies, publications et logiciels qui y seront développés sont tous disponibles publiquement.

Les proJetsde reCherChe

Les systèmes sont conçus de manière descendante, depuis la conception de haut niveau jusqu’au code final. Les spécifications de haut niveau sont habituellement informelles et décrites en langue naturelle. Par conséquent, les problèmes qui pourraient être repérés lors de la phase de conception ne sont souvent détectés que pendant le débogage du code, lorsqu’ils sont plus difficiles et plus coûteux à corriger. La première étape pour repérer les erreurs au niveau de la conception consiste à écrire des spécifications précises pour la conception de haut niveau. Le langage TLA+ est destiné à écrire de telles spécifications formelles et est particulièrement bien adapté aux spécifications des systèmes concurrents et distribués. TLA+ se base sur des mathématiques ordinaires, celles de l’enseignement secondaire et du premier cycle universitaire. Les spécifications en TLA+ peuvent être déboguées à l’aide d’un outil genre model-checker. Toutefois, de nombreuses spécifications sont trop complexes pour qu’un tel outil y détecte les erreurs subtiles. L’écriture d’une démonstration mathématique est la seule façon de détecter ces erreurs. Afin d’éviter les erreurs dans les démonstrations, ces dernières doivent être vérifiées mécaniquement. L’objectif de ce projet est de faciliter l’écriture et la vérification mécanique de démonstrations de spécifications écrites en TLA+ de vrais systèmes.

Ce projet vise à construire un

assistant de preuves pour les

spécifications formelles

de systèmes rédigées dans le

langage TLA+, en particulier les

spécifications de systèmes

concurrents et distribués.

tLA+

Leslie Lamport a obtenu son doctorat à Brandeis University en 1972, et a travaillé à Digital Equi-pment et Compaq. En 2001, il a rejoint Microsoft Research à Mountain View, Californie. Les re-

cherches de Leslie Lamport portent sur la concurrence et la tolérance aux pannes. Il a inventé plusieurs algorithmes répartis et concurrents bien connus, notamment des algorithmes de tolérance aux pannes « byzantines ». Il a effectué des travaux fon-damentaux sur la théorie de la cohérence des caches et des systèmes distribués. Il a également élaboré des méthodes de spéci-fications et de vérifications formelles des systèmes concurrents.

damien doligez est di-plômé de l’Ecole Nor-male Supérieure et a obtenu son doctorat à l’Université de Paris VII en 1995. Actuellement chercheur à l’INRIA (Paris-Rocquencourt), il

travaille sur la théorie et l’implémentation de langages de programmation, sur l’allo-cation mémoire et la démonstration auto-matique de théorèmes. Il est l’un des co-implémenteurs du système Objective Caml.

Projets de recherche | Thème A

Le terme « composant » désigne ici un module décrivant à la fois les aspects statiques d’une théorie, tels que ses objets et leurs propriétés, et ses aspects dynamiques, tels que ses méthodes de démonstration et ses règles de calcul.

Nous proposons de développer une plate-forme générale de conception des composants mathématiques, à partir des extensions du système de démonstration de Coq qui nous ont servi à démontrer le théorème des quatre couleurs. Nous validerons cette plate-forme à travers deux études de cas significatives : une théorie efficace de l’arithmétique et la démonstration du théorème de Feit-Thompson.

Le premier de ces travaux pourrait servir à résoudre d’autres problèmes remarquables, comme la formalisation de la preuve de Hales de la conjecture de Kepler. Le second de ces travaux pourrait être le point de départ d’une collaboration à grande échelle pour relever un nouveau défi majeur pour la démonstration formelle : la classification des groupes simples finis.

ComposAnts mAthémAtiques

L’objectif du projet est de démontrer

que les théories mathématiques

formalisées peuvent, à l’image

des logiciels modernes, être

construites à partir de composants.

Georges Gonthier est di-plômé de l’Ecole Normale Supérieure. Après avoir obtenu son doctorat à l’Université de Paris XI, il a travaillé à AT&T Bell la-boratories pendant deux ans, puis à l’INRIA pen-

dant treize ans. Il est actuellement cher-cheur à Microsoft Research Cambridge, qu’il a rejoint en 2003. Ses travaux ont porté sur la sémantique des langages réactifs, la réduction optimale des programmes fonc-tionnels, la vérification d’un algorithme de gestion de mémoire concurrent (utilisé par les exécutifs de Ocaml et de Java IBM), le Join-Calcul, un modèle de programmation concurrente repris dans Cw et Visual Basic, l’analyse de la concurrence dans le logiciel de vol d’Ariane 5, les propriétés formelles de sécurité et la démonstration entièrement vé-rifiée par ordinateur du théorème des quatre couleurs.

Projets de recherche | Thème A

Les attentes en matière de sécurité ayant évolué, l’écriture de code sécurisé est devenue plus fréquente et plus complexe. Notre objectif est de permettre au programmeur d’exprimer et de vérifier ses propriétés de sécurité, moyennant un effort raisonnable (parfois automatiquement, parfois à l’aide d’outils pour la preuve formelle) au cours du processus de développement. Ces propriétés doivent être préservées dans un environnement potentiellement hostile, sous des hypothèses minimales de confiance vis-à-vis des participants et des machines impliqués dans le calcul.

Dans ce but, nous concevons des abstractions dans les langages de programmation, comme les canaux de communication privés ou les types indiquant la sécurité des données ; nous développons des implémentations défensives pour ces abstractions à l’aide de cryptographie et d’autres mécanismes dynamiques ; et nous démontrons que les propriétés de sécurité promises par les abstractions sont toujours préservées par leurs implémentations. A titre d’exemples,nous développons un « compilateur de sécurité » qui génère des protocoles de communication à partir de flux de messages de haut niveau, ainsi qu’une bibliothèque pour la vérification formelle de preuves cryptographiques.

Nous concevonset prototypons

des outils formels pour la

programmation distribuée, avec

des garanties de sécurité simples

et efficaces.

séCurité des CALCuLs distribuéset Leurs vérifiCAtions

Cedric fournet est di-plômé de l’Ecole Poly-technique et de l’Ecole Nationale des Ponts et chaussées. Il a réalisé sa thèse de doctorat sur la programmation dis-tribuée à l’INRIA, puis a

rejoint Microsoft Research Cambridge en 1998. Ses centres d’intérêt sont la sécurité, les systèmes distribués et la programmation parallèle. Ses récents travaux portent sur la vérification des protocoles cryptographi-ques, la sécurité des services Web, le pa-rallélisme en C#, l’implémentation sécurisée des abstractions pour la communication, les politiques d’autorisation, et le contrôle d’ac-cès pour le code mobile.

Projets de recherche | Thème A

En tant que premiers utilisateurs de l’informatique en réseau, les scientifiques sont confrontés à un flux de données croissant et doivent maîtriser, malgré leur constante évolution, des outils de recherche et d’analyse de données à la fois physiques et en ligne. L’exploration scientifique implique souvent des modifications consécutives à une première expérience, avec des processus d’analyse similaires, mais non identiques.

Par tâtonnements, les scientifiques découvrent des outils et des stratégies particulières qui fonctionnent. Malheureusement, la gestion de ce processus reste malaisée et chronophage, car elle se fonde sur des techniques spéciales qui recréent des schémas de recherche et d’analyse pertinents. Le projet ReActivity se concentre sur un problème fondamental : comment saisir les processus de travail des chercheurs sous une forme qui permette à ces derniers d’observer, étudier et améliorer leurs futures activités. Nous identifions le niveau approprié de saisie de données et créons des outils sophistiqués pour enregistrer et stocker des fichiers d’activité des utilisateurs, en y incluant leurs interactions avec le monde physique et par les plates-formes informatiques. Nous développons également des algorithmes efficaces pour visualiser les données temporelles multimédias correspondantes et concevons des applications interactives qui permettent aux scientifiques d’examiner, réutiliser et améliorer les stratégies qui fonctionnent. Nous utilisons la conception participative pour identifier les schémas et les besoins de travail du monde réel et nous évaluons nos travaux à l’aune de référentiels et d’essais pratiques avec des chercheurs.

reActivity

Le projet vise à déterminer des

méthodes de détection et de

visualisation de l’activité d’un

utilisateur, afin de permettre aux

scientifiques de réfléchir à leurs

processus de recherche, de les

modifier et de les améliorer.

Wendy mackay a obtenu son doctorat au Massachu-setts Institute of Technology en 1990. Elle a rejoint l’INRIA en 2000, où elle est direc-trice de recherche, chargée de l’équipe de recherche IN SITU. Ses travaux por-tent sur la réalité mixte et

la conception participative de technologies in-teractives innovantes. Ancienne présidente de ACM/SIGCHI, Wendy Mackay participe à de nombreux comités de programme et est éditeur associé de ACM/Transactions on Human-Com-puter Interaction. Elle a publié plus de 100 arti-cles de recherche dans des conférences inter-nationales et des revues scientifiques dans le domaine de l’interaction homme-machine.

Jean-daniel fekete a ob-tenu son doctorat à l’Uni-versité de Paris XI en 1996. Il a dirigé le groupe « Conception et modélisa-tion interactive » de l’Ecole des Mines de Nantes en 2000, et a été invité par l’Université de Maryland à

College Park en 2001-2002. Chercheur à l’INRIA depuis 2002, Jean-Daniel Fekete dirige l’équipe de recherche AVIZ depuis 2007. Il s’intéresse à l’interaction homme-machine, la visualisation de l’information et l’analyse visuelle. Il est l’auteur de 70 articles dans des revues et conférences. Il est éditeur associé de l’International Journal of Human-Computer Studies.

Projets de recherche | Thème B

Comme démontré par de nombreuses applications, les e-Scientists bénéficient déjà de procédures de recherche capables de résoudre des problèmes de grandes tailles. Par exemple, en génération de plans d’expérimentation, en simulation et inférence, en interprétation de données, etc. Malheureusement, ces applications souffrent des limites des technologies de résolution de problème actuelles qui apparaissent peu adaptées à ces nouveaux domaines. Il est possible de répondre à ce problème de manque de performance par un paramétrage fin des solveurs. Cependant, cette façon de faire nécessite une connaissance fine des algorithmes de recherche ainsi que du domaine d’application et demande de toute façon beaucoup de temps. Elle est donc difficilement applicable aux e-Sciences dont les champs d’applications sont en augmentation croissante.Dans ce projet, nous partons du principe que l’adaptation automatique d’un solveur au domaine d’application est la seule solution viable à ce problème. Notre objectif est donc de développer des outils capables de choisir automatiquement le paramétrage optimal d’un algorithme de recherche en fonction des caractéristiques du problème à résoudre. La définition de ces mécanismes adaptatifs autorisera le déploiement de techniques de recherche combinatoires à de nouveaux domaines des e-Sciences avec l’assurance d’une bonne performance.

Le but de cette recherche est

d’améliorer le degré

d’applicabilité des solveurs de

problèmes basés sur les approches

contraintes auxe-Sciences.

reCherChe CombinAtoireAdAptAtive pour Les e-sCienCes

marc schoenauer est di-plômé de l’Ecole Normale Supérieure et a obtenu un doctorat en mathé-matiques appliquées à l’Université de Paris VI en 1980. Marc Schoenauer a été chercheur au CNRS-

CMAP (Ecole Polytechnique), il est mainte-nant chercheur à l’INRIA Saclay où il dirige l’équipe TAO. Depuis 1990, sa recherche porte sur le domaine du calcul évolution-naire. Il est l’auteur de 60 publications dans des revues et conférences internationales et il est rédacteur en chef du Evolutionary Computation Journal.

Youssef hamadi est ti-tulaire d’un doctorat de l’Université de Montpel-lier II. Il a rejoint Micro-soft Research Cambridge en 2003, où il dirige le Constraint Reasoning Group. Il s’intéresse ac-

tuellement à la programmation par contrain-tes et aux problèmes SAT. Ses travaux ont été appliqués à divers domaines tels que la vérification des logiciels, l’ordonnancement de tâches, le traitement d’images et les mo-teurs de workflows.

Projets de recherche | Thème B

Nous voulons démontrer qu’une grande partie des programmes opérant sur les fonctions élémentaires et les fonctions spéciales dans les systèmes de calcul formel peuvent, en fait, être produits automatiquement et uniformément.

Il faut commencer par donner aux équations différentielles ou aux équations à différences linéaires le statut de structures de données représentant leurs solutions. De nouveaux algorithmes efficaces fonctionnant directement sur cette structure de données seront conçus dans le cadre de ce projet. Comme vitrine du projet, nous voulons développer une encyclopédie des fonctions spéciales, disponible sur le Web. En plus du prototype déjà existant, cette nouvelle version proposera des entrées dynamiques dépendant des demandes de l’utilisateur, des transformations intégrales (Laplace, Fourier, etc.) et plus d’informations sur chaque fonction. Pour arriver à l’efficacité souhaitée, le projet intègre un investissement théorique important sur la complexité des algorithmes fondamentaux en calcul formel.

diCtionnAire dYnAmiquede fonCtions mAthémAtiques

L’objectif de ce projet est

d’automatiser le calcul de

nombreuses formules

mathématiques nécessaires en

analyse.

bruno salvy est diplômé de l’Ecole Polytechnique. Depuis 1991, il est cher-cheur à l’INRIA, où il di-rige le projet Algo depuis 2000. Ses travaux portent sur l’interface entre le calcul formel et l’analyse

d’algorithmes. Il a écrit plus de 50 articles dans les revues et conférences de son do-maine. Il est également membre du comité de rédaction du Journal of Symbolic Com-putation et du Journal of Algebra (section Computational Algebra).

Projets de recherche | Thème B

Notre projet met en jeu des recherches en informati-que fondamentale sur la vision par ordinateur et l’ap-prentissage automatique, appliquées à l’archéologie, à la préservation du patrimoine culturel, aux sciences environnementales et à la sociologie, et validées par des collaborations avec des chercheurs et des praticiens de ces domaines. Concrètement, le projet traitera de la fouille de données dynamiques et distantes avec des ap-plications à l’écologie et à l’environnement. Cela inclut d’une part la détection des changements majeurs dans des séquences d’images satellitaires, par exemple pour l’évaluation des dommages naturels, des conséquences des changements climatiques et des changements pro-voqués par l’activité humaine dans les environnements urbains ou naturels, et d’autre part la détection, l’identi-fication et le suivi d’événements météorologiques dyna-miques, pour une application à l’évaluation des risques et la prévision météorologique.

Les autres domaines de recherche de notre projet couvrent : l’analyse de transmissions télévisuelles pour des applications à la sociologie, l’analyse de collections historiques de photographies et peintures pour des applications à l’archéologie et à la préservation du patrimoine culturel.

Le projet se fonde sur plusieurs idées

articuléesdans le rapport

« Towards 2020 Science »,

notamment l’importance

de la fouille des données et de

l’apprentissage automatique dans

les sciences du calcul

extrACtion d’imAGe et de vidéo

pour Les sCienCes

Jean ponce est diplomé de l’ENSET depuis 1982 et a obtenu son doctorat d’état à l’Université de Paris XI en 1988. Aprés avoir été chercheur au MIT et à Stanford University de 1984 à

1989, il a été professeur à l’University of Illinois (Urbana-Champaign) pendant 15 ans. Actuellement professeur d’informatique à l’Ecole Normale Supérieure (ENS), il dirige l’équipe-projet WILLOW commune à l’ENS et à l’INRIA. Jean Ponce est l’auteur de 120 publications techniques sur la vision par ordinateur et la robotique, incluant le livre Computer Vision: A Modern Approach. Il est rédacteur en chef de la revue International Journal of Computer Vision.

Projets de recherche | Thème B

L’INRIA, institut national de recherche en informatique et en automatique placé sous la double tutelle des ministères de la recherche et de l’industrie, a pour vocation d’entreprendre des recherches fondamentales et appliquées dans les domaines des sciences et technologies de l’information et de la communication (STIC). L’institut assure également un fort transfert technologique en accordant une grande attention à la formation par la recherche, à la diffusion de l’information scientifique et technique, à la valorisation, à l’expertise et à la participation à des programmes internationaux. Jouant un rôle fédérateur au sein de la communauté scientifique de son domaine et au contact des acteurs industriels, l’INRIA est un acteur majeur dans le développement des STIC en France.

La stratégie de l’institut repose sur la combinaison étroite de l’excellence scientifique et du transfert technologique. L’objectif essentiel de l’INRIA pour les années 2003-2007 est de réaliser des percées scientifiques et technologiques du meilleur niveau mondial dans le cadre de sept grands défis prioritaires :

Concevoir et maîtriser les futures infrastructures des réseaux et des services de communication Développer le traitement des informations et données multimédia Garantir la fiabilité et la sécurité des systèmes à logiciel prépondérant Coupler modèles et données pour simuler et contrôler les systèmes complexes Combiner simulation, visualisation et interaction Modéliser le vivant Intégrer pleinement les STIC dans les technologies médicales

http://www.inria.fr

inriA en bref

L’initiAtive sCientifique européenne de miCrosoft

Creé en 1991, Microsoft Research est unique parmi les laboratoires de recherche privés, car combinant à un modèle académique ouvert à un processus efficace de transfert de ses recherches vers les équipes de développement de produit. Microsoft considère que poser les fondations pour de futures avancées technologiques nécessite une totale indépendance vis-à-vis des groupes de produits, ce qui permet à Microsoft Research de se projeter dans des travaux et une vision à long terme (10 à 15 ans) sans être entravé par les cycles des produits.

En 2005, Microsoft a engagé une nouvelle initiative de recherche stratégique, l’Initiative Scientifique Européenne (ESI), centrée sur l’encouragement et l’accélération de nouveaux « types » de science et d’informatique, autrement dit de nouveaux domaines émergents au croisement de la science et de l’informatique.

A l’été 2005, Microsoft Research Cambridge a réuni quelques-uns des scientifiques les plus éminents de la planète pour réfléchir à la manière dont la science peut nous aider à relever les défis mondiaux les plus urgents et les plus importants et sur ce que la science doit produire dans cette perspective. Les observations, analyses et évaluations de ce groupe ont esquissé une vision de ce que pourraient être la science et l’informatique d’ici 2020 et ont établi une feuille de route en ce sens. Ces travaux ont été publiés dans un rapport intitulé Towards 2020 Science, qui dresse la liste des mesures nécessaires pour accélérer les progrès scientifiques tout en permettant l’apparition de ce que l’on pourrait appeler les « nouveaux types » de science, à l’intersection des disciplines scientifiques traditionnelles et au croisement de l’informatique et de la science.

http://research.microsoft.com/ero/

2020science

depuisparis pont de sèvres :

Suivre la N118,emprunter la sortie 9 « Centre Universitaire »,puis suivre « Parc Orsay-Université ».

depuisparis porte d’orléansparis porte d’italie

Emprunter l’A6 puis l’A10 (direction Chartres),sortir direction Orsay par N 188,suivre la N118 (direction Paris Porte de Saint-Cloud),emprunter la sortie 9 « Centre Universitaire », puis suivre « Parc Orsay-Université ».

Parc Orsay Université28, rue Jean Rostand91893 Orsay Cedex

France

Tél : +33 1 69 35 69 70Fax : +33 1 69 35 69 69

email : info@msr-inria.inria.fr

http://www.msr-inria.inria.fr