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模型检验的反例指导预言模数为数组理论。 (英语) Zbl 07596574号

摘要:我们开发了一个用于模型检查的框架,通过使用辅助变量自动增加无限状态系统,从而为需要量化不变量的系统提供无量词归纳证明。我们将这种机制与一种反例引导的阵列理论抽象细化方案相结合。因此,在许多情况下,我们的框架可以将带有量词和数组的归纳推理简化为无量词和无数组的推理。我们根据文献中的一系列基准对该方法进行了评估。结果表明,我们的实现往往优于最先进的工具,显示了其实际潜力。

理学硕士:

03B70号 计算机科学中的逻辑
68倍 计算机科学
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参考文献:

[1] M.Mann、A.Irfan、A.Griggio、O.Padon和C.Barrett第18:3卷26:24
[2] M.Mann、A.Irfan、A.Griggio、O.Padon和C.Barrett卷18:3
[3] 参考文献[ABD+15]Rajeev Alur、Rastislav Bodík、Eric Dallal、Dana Fisman、Pranav Garg、Garvit Juniwal、Hadas Kress-Gazit、P.Madhusudan、Milo M.k.Martin、Mukund Raghothaman、Shambwaditya Saha、Sanjit A.Seshia、Rishabh Singh、Armando Solar-Lezama、Emina Torlak和Abhishek Udupa。句法引导合成。《可靠软件系统工程》第40卷第1-25页。IOS出版社,2015年。
[4] ABG+12]弗朗西斯科·阿尔贝蒂(Francesco Alberti)、罗伯托·布鲁托梅索(Roberto Bruttomesso)、西尔维奥·吉拉尔迪(Silvio Ghilardi)、西维奥·拉内西(Silvio-Ranise)和娜塔莎·沙里吉纳。SAFARI:基于SMT的带插值的数组抽象。在CAV中,《计算机科学讲义》第7358卷,第679-685页。施普林格,2012年·Zbl 1352.68141号
[5] 弗朗西斯科·阿尔贝蒂(Francesco Alberti)、西尔维奥·吉拉尔迪(Silvio Ghilardi)和娜塔莎·莎莉吉娜(Natasha Sharygina)。Booster:用于阵列程序的基于加速的验证框架。在ATVA,《计算机科学讲义》第8837卷,第18-23页。斯普林格,2014年·兹比尔1448.68284
[6] 马丁·阿巴迪和莱斯利·兰波特。精化映射的存在。1988年7月,第三届计算机科学逻辑年度研讨会论文集,第165-175页。LICS 1988年时间测试奖。网址:https://www.microsoft.com/en-us/research/publication/the-existence-of-refinement-mappings/。
[7] 罗伯特·布鲁迈尔(Robert Brummayer)和阿明·比尔(Armin Biere)。数组扩展理论所需的引理。第六届可满足模理论国际研讨会和第一届位精确推理国际研讨会联合研讨会论文集,SMT’08/BPR’08,第6-11页,美国纽约州纽约市,2008年。计算机协会。doi:10.145/1512464.1512467·Zbl 1187.68168号 ·数字对象标识代码:10.1145/1512464.1512467
[8] 约翰内斯·伯格梅耶(Johannes Birgmeier)、亚伦·布拉德利(Aaron R.Bradley)和乔治·韦森巴赫(Georg Weissenbacher)。归纳引导抽象再定义(CTIGAR)的反例。在CAV中,《计算机科学讲义》第8559卷,第831-848页。斯普林格,2014年。
[9] Armin Biere、Alessandro Cimatti、Edmund Clarke和Yunshan Zhu。无BDD的符号模型检查。在W.Rance Cleaveland,编辑,《系统构建和分析的工具和算法》,第193-207页,柏林,海德堡,1999年。施普林格-柏林-海德堡。
[10] +11]克拉克·巴雷特(Clark Barrett)、克里斯托弗·康韦(Christopher L.Conway)、摩根·德特斯(Morgan Deters)、莉安娜·哈达伦(Liana Hadarean)、德扬·约瓦诺维奇(Dejan Jovanović)、蒂姆·金(Tim King)、安德鲁·雷诺兹(Andrew Reynolds)和塞萨尔·蒂内利(Cesare Tinelli)。CVC4.在Ganesh Gopalakrishnan和Shaz Qadeer编辑的《第23届计算机辅助验证国际会议论文集》(CAV’11)中,计算机科学讲义第6806卷,第171-177页。施普林格,2011年7月。犹他州雪鸟。网址:网址:http://www.cs.stanford.edu/~barrett/pubs/BCD+11.pdf。
[11] 丹尼斯·布埃诺(Denis Bueno)、阿伦·考克斯(Arlen Cox)和卡伦·萨卡拉(Karem Sakallah)。EUF具有阵列的软件的可达性。《计算机辅助设计中的形式方法》,2020年。
[12] 德克·拜尔。软件验证和结果验证-(2017年SV-COMP报告)。在TACAS(2)中,《计算机科学讲义》第10206卷,第331-349页,2017年。
[13] 克拉克·巴雷特、帕斯卡尔·方丹和切萨雷·蒂内利。可满足性模理论库(SMT-LIB)。www.SMT-LIB.org,2016年。
[14] Nikolaj Björner、Arie Gurfinkel、Kenneth L.McMillan和Andrey Rybalchenko。用于程序验证的Horn子句求解器。在逻辑和计算领域II,计算机科学讲义第9300卷,第24-51页。斯普林格,2015年·Zbl 1465.68044号
[15] 罗伯特·布鲁托梅索(Roberto Bruttomesso)、西尔维奥·吉拉尔迪(Silvio Ghilardi)和西尔维奥·拉内西(Silvio-Ranise)。阵列理论的无量子化插值。《计算机科学中的逻辑方法》,2012年4月8日。doi:10.2168/LMCS-8(2:4)2012年·兹比尔1237.68123 ·doi:10.2168/LMCS-8(2:4)2012年
[16] P.Bjesse先生。用于模型检查的单词级顺序内存抽象。2008年计算机辅助设计中的形式方法,第1-9页,2008年11月。doi:10.1109/FMCAD.2008.ECP.20·doi:10.10109/FCAD.2008.ECP.20
[17] Aaron R.Bradley和Zohar Manna。计算微积分-决策程序及其在验证中的应用。施普林格,2007年·Zbl 1126.03001号
[18] Aaron R.Bradley、Zohar Manna和Henny B.Sipma。阵列的决定因素是什么?E.Allen Emerson和Kedar S.Namjoshi,《验证、模型检查和抽象解释》编辑,第427-442页,柏林,海德堡,2006年。施普林格-柏林-海德堡·Zbl 1176.68116号
[19] 亚伦·R·布拉德利。基于SAT的模型检查,无需展开。在VMCAI中,《计算机科学讲义》第6538卷,第70-87页。施普林格,2011年·Zbl 1317.68109号
[20] 克拉克·巴雷特(Clark W.Barrett)和塞萨尔·蒂内利(Cesare Tinelli)。可满足性模理论。《模型检查手册》,第305-343页。施普林格,2018年·Zbl 1392.68379号
[21] +18]亚历山德罗·西马蒂、阿尔贝托·格里乔、艾哈迈德·伊尔凡、马尔科·罗韦里和罗伯托·塞巴斯蒂安尼。可满足性的增量线性化和验证模非线性算术和超越函数。ACM事务处理。计算。日志。,19(3):19:1-19:52, 2018. ·Zbl 1407.68285号
[22] +17]Sylvain Conchon、Amit Goel、Sava Krstic、Rupak Majumdar和Mattias Roux。FAR隔间-一种新的隔间可达性算法。在FMCAD中,第172-175页。IEEE,2017年。
[23] +11]亚历山德罗·西马蒂(Alessandro Cimatti)、阿尔贝托·格里乔(Alberto Griggio)、安德烈亚·米凯利(Andrea Micheli)、伊曼·纳拉萨姆迪亚(Iman Narasamdya)和马可·罗维里(Marco Roveri)。克瑞托斯(Kratos)-SystemC的。在CAV中,《计算机科学讲义》第6806卷,第310-316页。施普林格,2011年。
[24] 亚历山德罗·西马蒂(Alessandro Cimatti)、阿尔贝托·格里乔(Alberto Griggio)、塞尔吉奥·莫弗(Sergio Mover)和斯特凡诺·托内塔(Stefano Tonetta)。使用IC3和谓词抽象进行无限状态不变量检查。系统设计中的形式方法,49(3):190-218,2016·Zbl 1368.68245号
[25] 亚历山德罗·西马蒂(Alessandro Cimatti)、阿尔贝托·格里乔(Alberto Griggio)和吉安卢卡·雷东迪(Gianluca Redondi)。利用无量词SMT推理对参数系统进行通用不变量检查。在CADE中,计算机科学讲义第12699卷,第131-147页。施普林格,2021年·Zbl 07437076号
[26] 亚历山德罗·西马蒂、阿尔贝托·格里乔和罗伯托·塞巴斯蒂亚尼。在可满足模理论中计算小的不可满足核。J.阿蒂夫。智力。2011年第40:701-728号决议·Zbl 1216.68241号
[27] 亚历山德罗·西马蒂、阿尔贝托·格里乔、巴斯蒂安·沙夫斯马和罗伯托·塞巴斯蒂亚尼。Math-SAT5 SMT解算器。尼尔·皮特曼(Nir Piterman)和斯科特·斯莫尔卡(Scott Smolka)主编,《TACAS学报》,LNCS第7795卷。施普林格,2013年·Zbl 1381.68153号
[28] 尤尔根·基督和乔森·霍尼克。弱等效阵列。Carsten Lutz和Silvio Ranise,编辑,《组合系统的前沿》,第119-134页,Cham,2015年。施普林格国际出版社·Zbl 1471.68136号
[29] Yuting Chen、Laura Kovács和Simon Robillard。使用Vampire对带有数组的循环进行特定于理论的推理。吸血鬼@IJCAR,EPiC计算机系列第44卷,第16-32页。EasyChair,2016年。
[30] 埃德蒙·克拉克(Edmund M.Clarke),反例引导的抽象精化。《时代》杂志,第7页。IEEE计算机学会,2003年·Zbl 1325.68145号
[31] Ariel Cohen和Kedar S.Namjoshi。全球安全特性的本地证明。形式方法系统。设计。,34(2):104-125, 2009. ·Zbl 1176.68118号
[32] 威廉·克雷格。线性推理。Herbrand-Gentzen定理的一种新形式。J.塞姆。日志。,22(3):250-268, 1957. ·Zbl 0081.24402号
[33] 亚历山德罗·西马蒂(Alessandro Cimatti)、马可·罗维里(Marco Roveri)、阿尔贝托·格里乔(Alberto Griggio)和艾哈迈德·伊尔凡(Ahmed Irfan)。验证模理论。http://www.vmt-lib.org, 2011. ·Zbl 1407.68285号
[34] L.de Moura和N.Björner。通用、高效的阵列决策程序。2009年计算机辅助设计的形式方法,第45-52页,2009年11月。doi:10.1109/FMCAD.2009.5351142·doi:10.1109/FMCAD.2009.5351142
[35] 莱昂纳多·德·莫拉和尼古拉·比约纳。Z3:高效的SMT求解器。C.R.Ramakrishnan和Jakob Rehof,编辑,《系统构建和分析的工具和算法》,第337-340页,柏林,海德堡,2008年。施普林格-柏林-海德堡。
[36] 格里戈里·费德尤科维奇。Freqhorn基准。网址:https://github.com/grigoryfedyukovich评估/树/615f4c4abfd51550d939495841aa9a531d4f09e2/长凳喇叭。
[37] 格里戈里·费德尤科维奇。Freqhorn实现。网址:https://github.com/grigoryfedyukovich/aeval/commit/f5cc11808c1b73886a4e7d5a71daeffb45470b9a。
[38] 格里戈里·费德尤科维奇、苏曼特·普拉布、库马尔·马杜卡尔和阿尔蒂·古普塔。通过语法引导合成量化不变量。在CAV(1)中,《计算机科学讲义》第11561卷,第259-277页。斯普林格,2019年。
[39] 帕米娜·乔治奥(Pamina Georgiou)、伯恩哈德·格雷斯(Bernhard Gleiss)和劳拉·科瓦奇(Laura Kovács)。归纳循环推理的跟踪逻辑。《计算机辅助设计中的形式方法》,2020年。
[40] Amit Goel、Sava Krstić和Alexander Fuchs。用节约型公理实例化确定数组公式。第六届可满足模理论国际研讨会和第一届位精确推理国际研讨会联合研讨会论文集,SMT’08/BPR’08,第12-17页,美国纽约州纽约市,2008年。计算机协会。doi:10.145/1512464.1512468·数字对象标识代码:10.1145/1512464.1512468
[41] Arie Gurfinkel、Temesghen Kahsai、Anvesh Komuravelli和Jorge A.Navas。SeaHorn验证框架。在CAV(1)中,计算机科学讲义第9206卷,第343-361页。斯普林格,2015年。
[42] Amit Goel、Sava Krstic、Rebekah Leslie和Mark R.Tuttle。基于SMT的DVF系统验证。IJCAR的SMT《计算EPiC系列》第20卷,第32-43页。EasyChair,2012年。
[43] 西尔维奥·吉拉尔迪和西尔维奥·兰伊斯。MCMT:模型检验模理论。Jürgen Giesl和Reiner Hähnle,《自动推理》编辑,第22-29页,柏林,海德堡,2010年。施普林格-柏林-海德堡·Zbl 1291.68257号
[44] 阿尔贝托·格里乔。具有隐式谓词抽象的开源IC3模理论。https://es-static.fbk.eu/people/griggio/ic3ia/index.html,2020年访问。网址:https://es-static.fbk.eu/people/griggio/ic3ia/index.html。
[45] Arie Gurfinkel、Sharon Shoham和Yuri Meshman。基于SMT的参数化系统验证。在SIGSOFT FSE中,第338-348页。ACM,2016年。
[46] Arie Gurfinkel、Sharon Shoham和Yakir Vizel。量化器随需应变。Shuvendu K.Lahiri和Chao Wang主编,《验证和分析自动化技术》,第248-266页,Cham,2018年。施普林格国际出版社·Zbl 1517.68239号
[47] 塞巴斯蒂安·霍特·海伯茨(Sebastian Hjort Hyberts)、彼得·杰勒·詹森(Peter Gjöl Jensen)和托马斯·奈勒(Thomas Neele)。Tacas 21工件评估vm-ubuntu 20.04 lts,2020年9月。doi:10.5281/zenodo.4041464·doi:10.5281/zenodo.4041464
[48] 威尔弗里德·霍奇斯。模型理论,数学百科全书第42卷及其应用。剑桥大学出版社,1993年·Zbl 0789.03031号
[49] +20]拉尔夫·荣格(Ralf Jung)、鲁道夫·莱皮格雷(Rodolphe Lepigre)、高拉夫·帕塔萨拉西(Gaurav Parthasarathy)、玛丽安娜·拉波波特(Marianna Rapoport)、阿明·蒂马尼(Amin Timany)、德里克·德雷尔(Derek Dreyer)和巴特·雅各布斯。未来是我们的:分离逻辑中的预言变量。程序。ACM计划。Lang.,4(POPL):2020年,45:1-45:32。
[50] Hari Govind Vediramana Krishnan、YuTing Chen、Sharon Shoham和Arie Gurfinkel。模型检查中局部泛化的全局指导。在CAV(2)中,计算机科学讲义第12225卷,第101-125页。斯普林格,2020年·兹比尔1478.68167
[51] 哈里·戈文德·维迪拉曼娜·克里希南(Hari Govind Vediramana Krishnan)和阿里·古芬克尔(Arie Gurfinkel)。间隔棒CHC-COMP 2020提交文件,2020年。网址:https://www.starexec.org/starexec/secure/details/configuration.jsp?id=350966。
[52] 安维什·科穆拉维利(Anvesh Komuravelli)、阿里·古芬克尔(Arie Gurfinkel)和萨加尔·查基(Sagar Chaki)。递归程序的基于SMT的模型检查。Armin Biere和Roderick Bloem,编辑,《计算机辅助验证》,第17-34页,Cham,2014年。施普林格国际出版社·Zbl 1358.68072号
[53] Temesghen Kahsai、Rody Kersten、Philipp Rümmer和Martin Schäf。面向对象程序的量化堆不变量。在LPAR中,《计算EPiC系列》第46卷,第368-384页。EasyChair,2017年·Zbl 1403.68126号
[54] Deepak Kapur、Rupak Majumdar和Calogero G.Zarba。数据结构的插值。在SIGSOFT FSE中,第105-116页。ACM,2006年。
[55] 丹尼尔·克罗宁和奥弗·斯特里赫曼。决策程序-算法观点,第二版。理论计算机科学课文。EATCS系列。斯普林格,2016年·Zbl 1358.68002号
[56] 劳拉·科瓦茨和安德烈·沃伦科夫。使用定理证明器查找数组上程序的循环不变量。在FASE中,计算机科学讲义5503卷,第470-485页。
[57] 劳拉·科瓦茨和安德烈·沃龙科夫。一阶定理证明和吸血鬼。在CAV中,《计算机科学讲义》第8044卷,第1-35页。施普林格,2013年。
[58] Shuvendu K.Lahiri和Randal E.Bryant。无界系统验证的索引谓词发现。在CAV中,《计算机科学讲义》第3114卷,第135-147页。斯普林格,2004年·Zbl 1103.68627号
[59] B.Li、Z.Tang、J.Zhai和J.Zhoo。简单程序中数组的自动不变综合。2016年IEEE软件质量、可靠性和安全国际会议(QRS),第108-119页,2016年8月。doi:10.1109/QRS.2016.23。26:28 ·doi:10.1109/QRS.2016.23
[60] M.Mann、A.Irfan、A.Griggio、O.Padon和C.Barrett卷18:3
[61] J.麦卡锡。走向计算的数学科学。在IFIP大会中,第21-28页。北荷兰,1962年。
[62] K.L.McMillan。使用插值饱和校准器的量化不变量生成。C.R.Ramakrishnan和Jakob Rehof,编辑,《系统构建和分析的工具和算法》,第413-427页,柏林,海德堡,2008年。施普林格-柏林-海德堡·兹伯利1134.68416
[63] 肯尼思·麦克米兰(Kenneth L.McMillan)。渴望抽象符号模型检查。Hana Chockler和Georg Weissenbacher主编,《计算机辅助验证》,第191-208页,Cham,2018年。施普林格国际出版社·Zbl 1511.68164号
[64] David Monniaux和Laure Gonnord。细胞变形:从数组程序到无数组horn子句。在SAS中,《计算机科学讲义》第9837卷,第361-382页。斯普林格,2016年·Zbl 1394.68081号
[65] MGJ+19]马浩君、阿曼·戈尔、珍妮·巴普蒂斯特·珍妮、马诺斯·卡普里特索斯、巴里斯·卡西基和卡雷姆·萨卡拉。I4:用于验证分布式协议的归纳不变量的增量推理。在SOSP中,第370-384页。ACM,2019年。
[66] Makai Mann和Ahmed Irfan。Prophic3原型。网址:https://github.com/makaimann网站/prophic3/commit/497e2fbfb813bcf0a2c3bcb5b55ad47b2a678611。
[67] MIG+21]马凯·曼、艾哈迈德·伊尔凡、阿尔贝托·格里乔、奥德·帕登和克拉克·巴雷特。以阵列理论为模的模型检验的反例引导预测。在TACAS(1)中,计算机科学讲义第12651卷,第113-132页。施普林格,2021年·Zbl 1467.68089号
[68] 苏珊·奥维基(Susan S.Owicki)和大卫·格里斯(David Gries)。并行程序的公理证明技术I.信息学报,6:319-3401976·兹伯利0312.68011
[69] +21]奥德·帕顿(Oded Padon)、乔森·霍尼克(Jochen Hoenicke)、肯尼思·麦克米兰(Kenneth L.McMillan)、安德烈亚斯·波德尔斯基(Andreas Podelski)、穆利·萨吉夫(Mooly Sagiv)和沙伦·肖姆(Sharon Sho。证明无限状态系统时间特性的时间预言。系统设计中的形式化方法,2021年7月。doi:10.1007/s10703-021-00377-1·Zbl 1522.68340号 ·doi:10.1007/s10703-021-00377-1
[70] 阿米尔·普努利。程序的时序逻辑。在FOCS中,第46-57页。IEEE计算机学会,1977年。
[71] Elizabeth Polgreen和Sanjit A.Seshia。Synrg:以语法为指导的不变量与交替量词的合成。CoRR,abs/2007.105192020年。
[72] 菲利普·吕默(Philipp Rümmer)。CHC COMP 2020。https://chc-comp.github.io/, 2020.
[73] 菲利普·吕默。竞争报告:CHC-COMP-2020。网址:https://arxiv.org/abs/ 2008.02939. ·Zbl 07453201号
[74] 玛丽·希兰(Mary Sheeran)、萨特南·辛格(Satnam Singh)和冈纳·圣马里克(Gunnar Stálmarck)。使用感应和SAT解决方案检查安全性能。在FMCAD中,计算机科学讲义第1954卷,第108-125页。
[75] +12]Zipeng Zhang、Xinyu Feng、Ming Fu、Zhong Shao和Yong Li.预测变量的结构方法。在TAMC中,《计算机科学讲义》第7287卷,第61-71页。施普林格,2012年。本作品根据知识共享署名许可证授权。要查看此许可证的副本,请访问https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/或致函Creative Commons,171 Second St,Suite 300,San Francisco,CA 94105,USA或Eisenacher Strasse 2,10777 Berlin,Germany
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