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，会出现问题的硬件事件顺序和交错，从而导致软件级别的正确性和安全性问题。由于硬件设计是复杂的，而且由于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，分析和验证系统以正确和安全的顺序和交错这些事件是具有挑战性的。为了解决这一问题，本文将硬件系统架构方法与形式化方法技术相结合，以支持可实现的事件排序场景的规范、分析和验证。这里的具体目标是，当存在这样的程序时，启用能够违反正确性或安全性保证的实现感知程序的自动合成。
首先，本文提出了TriCheck，一种进行全栈内存一致性模型验证的方法和工具(从高级编程语言到硬件实现)。使用严格和有效的正式方法，TriCheck发现了2016 RISC-V内存模型规范中的缺陷，以及两个反例，这两个反例是之前证明正确的从C11到Power和ARMv7的编译器映射方案。
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:
轨道使用的经济学:理论、政策和测量
地球轨道是一种具有新的动态外部性的拥挤资源。在这篇论文中，我和我的合著者考察了轨道使用外部性的本质，研究了政策选择空间，对现有政策进行分类，并确定一类最优政策，考虑技术进步可以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，以及实施该税带来的福利收益。三个关键结果出现了。首先，开放进入地球轨道会带来过度碰撞风险和碎片产生的问题。如果任其自生自灭，那些追求利润最大化的公司可能会触发一系列产生碎片的危险碰撞，从而使资源在几代人的时间里崩溃。第二，虽然目前大多数政策讨论集中在用于卫星发射的仪器上，但最佳政策将针对轨道上的卫星，而不是发射卫星的行为。尽管碰撞的物理不确定性，价格或数量政策的实施是等价的，两者都可以最大化社会福利。清除碎片技术不能排除政策的需要;它们只能在卫星所属公司支付移除费用的程度上降低均衡碰撞风险。 Third, an optimal satellite tax (or orbit rental fee) for low-Earth orbit beginning in 2020 would start at approximately $40,000 USD per satellite per year, and grow at approximately 5.2% per year to preserve resource rents. The tax would increase the net present value of the satellite industry by around $1.75 trillion USD in 2020, and by over $4 trillion by 2040. Delaying action may be very costly: relative to a baseline of having begun optimal management in 2015, beginning optimal management in 2035 forgoes on the order of $4.6 trillion USD of permanent orbit use value in 2040.