×

验证分布式算法的自动机理论方法。 (英语) Zbl 1390.68421号

摘要:我们介绍了一种自动机理论方法,用于验证在环形网络上运行的分布式算法。在分布式算法中,任意数量的进程协作以实现共同目标(例如,选举领导者)。进程具有来自无限、完全有序域的唯一标识符(pid)。算法以同步轮次进行,允许进程交换pid,将其存储在寄存器中,并比较其寄存器内容。为了指定正确性属性,我们引入了一种逻辑,可以对进程和pid进行推理。我们证明了在具有循环和逆的命题动态逻辑中,模型检查分布式算法可以简化为可满足性。利用这种约简,我们提供了一种自动机理论方法来证明分布式算法在给定的轮数下是正确的。总的来说,我们表明,如果轮数以一元形式给出,环上分布式算法的循环验证是PSPACE完全的。

MSC公司:

60年第68季度 规范和验证(程序逻辑、模型检查等)
65年第68季度 形式语言和自动机
68宽15 分布式算法

软件:

MONA公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] 阿卜杜拉,P.A。;Cerans,K。;Jonsson,B。;Tsay,Y.-K.,无限状态系统的一般可判定性定理,(LICS’96会议录(1996),IEEE计算机学会出版社),313-321
[2] 阿卜杜拉,P.A。;Delzanno,G.,参数化验证,Int.J.Softw。技术工具。传输。,18、5、469-473(2016年10月)
[3] 阿卜杜拉,P.A。;哈齐扎,F。;Holík,L.,如果可以的话阻止我上下文敏感参数化验证,(第21届静态分析国际研讨会论文集,第21届国际静态分析研讨会论文集(SAS’14)。第21届静态分析国际研讨会论文集。第21届静态分析国际研讨会论文集,SAS’14,计算机科学讲稿,第8723卷(2014),Springer),1-17
[4] 艾斯瓦里亚,C。;Bollig,B。;Gastin,P.,《验证分布式算法的自动机理论方法》(CONCUR’15)。CONCUR’15,《莱布尼茨国际信息学会议录》,第42卷(2015年),莱布尼兹·泽特鲁姆(Leibniz-Zentrum für Informatik),340-353·Zbl 1374.68725号
[5] 阿鲁尔(Alur,R.)。;乔恩?,P.,用于单次列表处理程序算法验证的流式传感器,(POPL'11(2011),ACM),599-610·Zbl 1284.68159号
[6] 阿鲁尔(Alur,R.)。;乔恩,P。;Weinstein,S.,数组访问程序的算法分析,ACM Trans。计算。日志。,第13、3条,第27页(2012年8月)·Zbl 1351.68149号
[7] 阿米诺夫,B。;雅各布斯,S。;Khalimov,A。;Rubin,S.,令牌通过系统的参数化模型检查,(VMCAI’14。VMCAI’14,LNCS,第8318卷(2014)),262-281·Zbl 1428.68180号
[8] 阿米诺夫,B。;Rubin,S.,通过组合方法进行模型检查参数化多令牌系统,(第八届国际自动推理联合会议论文集。第八届国际自动推理联合会议论文集,IJCAR'16。第八届国际自动推理联合会议记录。第八届国际自动推理联合会议论文集,IJCAR’16,计算机科学讲义,第9706卷(2016),Springer),499-515·Zbl 1476.68144号
[9] 阿提亚,H。;Welch,J.,《分布式计算:基础、模拟和高级主题》(2004),John Wiley&Sons
[10] Benedikt,M。;风扇,W。;Geerts,F.,DTD存在下的XPath可满足性,J.ACM,55,2(2008)·兹比尔1326.68154
[11] 博扬奇克,M。;马斯切尔,A。;Schwentick,T。;Segoufin,L.,《数据树和XML推理的双变量逻辑》,J.ACM,56,3(2009)·Zbl 1325.68078号
[12] Bollig,B。;Cyriac,A。;加斯丁,P。;Narayan Kumar,K.,数据词的模型检查语言,(FoSSaCS’12。FoSSaCS’12,LNCS,第7213卷(2012),施普林格出版社,391-405·Zbl 1352.68145号
[13] Chaouch-Saad,M。;Charron-Bost,B。;Merz,S.,验证基于圆的分布式算法的归约定理,(RP’09的论文集。RP’09会议记录,LNCS,第5797卷(2009),Springer),93-106·Zbl 1260.68450号
[14] 克拉克,E.M。;格伦伯格,O。;Peled,D.,《模型检验》(2001),麻省理工学院出版社
[15] 多列夫,D。;Klawe,M.M。;Rodeh,M.,O(n log n)单向分布圆极值搜索算法,J.算法,3,3,245-260(1982)·Zbl 0493.68074号
[16] 艾默生,E.A。;Kahlon,V.,基于环的消息传递系统的参数化模型检查(CSL’04)。CSL’04,LNCS,第3210卷(2004)),325-339·Zbl 1095.68051号
[17] 艾默生,E.A。;Namjoshi,K.S.,《关于环的推理》,国际期刊发现。计算。科学。,14, 4, 527-550 (2003) ·Zbl 1101.68371号
[18] Esparza,J.,《保持人群安全:参数化验证的复杂性》(STACS’14)。STACS’14,LIPIcs,第25卷(2014)),1-10·Zbl 1359.68189号
[19] Figueira,D.,《用数据进行单词和树的推理》(2010),《法国卡尚的常态推理:法国卡尚常态推理》,博士论文
[20] Figueira,D。;Segoufin,L.,数据树和垂直XPath上的自底向上自动机(STACS’11)。STACS’11,LIPIcs,第9卷(2011)),93-104·Zbl 1230.68128号
[21] 芬克尔,A。;Schnoebelen,P.,到处都是结构良好的过渡系统!,西奥。计算。科学。,256, 1-2, 63-92 (2001) ·Zbl 0973.68170号
[22] Fisman,D。;库普夫曼,O。;Lustig,Y.,关于验证分布式协议的容错性,(TACAS'08。TACAS'08会议录,计算机科学讲义,第4963卷(2008),施普林格),315-331·Zbl 1134.68317号
[23] Fokkink,W.,《分布式算法:直观方法》(2013),麻省理工学院出版社·Zbl 1278.68003号
[24] Fontaine,G。;莫加维罗,F。;Murano,A。;佩雷利,G。;Sorrentino,L.,《计算树逻辑中的循环检测》,(第七届游戏、自动机、逻辑和形式验证国际研讨会论文集,第七届博弈、自动机和逻辑与形式验证国际会议论文集,GandALF 2016。第七届运动会、自动机、逻辑和形式验证国际研讨会论文集。第七届国际游戏、自动机、逻辑和形式验证研讨会论文集,GandALF 2016,EPTCS,第226卷(2016),164-177·Zbl 1478.68158号
[25] Franklin,R.,关于在处理器的圆形配置中寻找分散极值的改进算法,Commun。ACM,25,5,336-337(1982)
[26] Göller,S。;M.Lohrey。;Lutz,C.,《带交集和逆向的PDL:可满足性和无限状态模型检查》,J.Symb。日志。,74, 1, 279-314 (2009) ·Zbl 1181.03034号
[27] 哈伯曼,N.,平行邻域排序(或归纳原理的荣耀)(1972),卡内基梅隆大学计算机科学系,技术报告论文2087
[28] 亨利克森,J.G。;Jensen,J。;约尔根森,M。;Klarlund,N。;Paige,B。;Rauhe,T。;Sandholm Mona,A.,《实践中的一元二阶逻辑》,(《系统构建和分析的工具和算法》,第一届国际研讨会,《系统构建与分析的工具与算法》,首次国际研讨会,1995年TACAS。系统构建和分析的工具和算法,第一次国际研讨会。系统构建和分析的工具和算法,第一届国际研讨会,TACAS’95,LNCS,第1019卷(1995))
[29] 康诺夫,I。;维思,H。;Widder,J.,谁害怕模型检查分布式算法?,(CAV研讨会((EC)^2(2012))
[30] 康诺夫,I。;维思,H。;Widder,J.,《基于阈值的分布式算法的有界模型检查的完整性:可达性》,(CONCUR’14会议录)。CONCUR’14会议记录,LNCS,第8704卷(2014),Springer),125-140·Zbl 1417.68136号
[31] Kozen,D.,自然证明系统的下限,(FOCS’77(1977),IEEE计算机学会),254-266
[32] Lange,M.,《利用所有额外功能检查命题动态逻辑的模型》,J.Appl。日志。,4, 1, 39-49 (2006) ·Zbl 1095.68053号
[33] Lynch,N.A.,《分布式算法》(1996),摩根考夫曼出版社·Zbl 0877.68061号
[34] Mennicke,R.,《消息传递系统的逆向和重复命题动态逻辑》,Log。方法计算。科学。,2, 12 (2013) ·Zbl 1297.68171号
[35] Peterson,G.L.,循环极值问题的o(n-logn)单向算法,ACM Trans。程序。语言系统。,4, 4, 758-762 (1982) ·Zbl 0489.68040号
[36] 卡迪尔,S。;Rehof,J.,并发软件的上下文模型检查(TACAS’05)。TACAS’05,LNCS,第3440卷(2005),施普林格),93-107·Zbl 1087.68598号
[37] 鲁宾,S。;Zuleger,F。;Murano,A。;Aminof,B.,《部分已知环境中异步移动机器人的验证》,(《第18届多智能体系统原理与实践国际会议论文集》,第18届国际多智能体体系原理与实践会议论文集,PRIMA’15。第18届多智能体系统原理与实践国际会议论文集。第18届多智能体系统原理与实践国际会议论文集,PRIMA'15,《计算机科学讲义》,第9387卷(2015年),施普林格出版社,185-200
[38] Serre,O.,在单计数器过程的转移图上玩的奇偶博弈,FOSSACS’06,第3921卷,337-351(2006),Springer·Zbl 1180.68180号
[39] Siirtola,A。;Kortelainen,J.,安全性能的多参数成分验证,Inf.Compute。,244, 23-48 (2015) ·Zbl 1329.68173号
[40] Tan,T.,《用数据值及其自动机的顺序扩展数据树上的双变量逻辑》,ACM Trans。计算。日志。,15, 1, 8 (2014) ·兹比尔1287.03077
[41] Vardi,M.Y.,《用双向自动机推理过去》(ICALP’98)。ICALP’98,LNCS(1998),施普林格),628-641·Zbl 0909.03019号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。