Automaty ve verifikaci
Loading...
Date
Authors
Šmahlíková, Barbora
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract
Regulární model checking je technika pro verifikaci nekonečněstavových systémů založená na automatech. Konfigurace systému jsou dány konečným automatem a přechody mezi nimi konečným převodníkem. Algoritmus pro verifikaci libovolných vlastností parametrických systémů specifikovaných v temporální logice LTL(MSO) již existuje. V této práci představíme rozšíření tohoto algoritmu, které umožňuje verifikaci hypervlastností parametrických systémů, tedy vlastností, ve kterých lze explicitně kvantifikovat nad několika cestami v systému. Specifikujeme podmínky, které musí platit pro dvojici tzv. advice bitů (složené z konečného automatu a konečného převodníku), která slouží jako svěděk toho, že je daná vlastnost v systému splněna. Algoritmus představený v této práci je implementovaný v nástroji ParaHyper - jediném existujícím nástroji pro verifikaci hypervlastností parametrických systémů. Tento nástroj využívá SAT solveru pro generování automatů a převodníků. Pokud je nalezen takový pár, který vyhovuje podmínkám pro advice bity, vlastnost je v systému splněna. Bylo provedeno experimentální vyhodnocení představeného algoritmu a bylo zjištěno, že ParaHyper je schopen generovat advice bity pro formule s abecedou až o 4 symbolech, pokud mají automat i převodník nejvýše 2 stavy. Pokud jsou však automat i převodník zadány uživatelem, ParaHyper umí efektivně zkontrolovat, zda vyhovují podmínkám i v případě větších abeced a většího počtu stavů.
Regular model checking is an automata-based technique used for verification of infinite-state systems. The configurations of a system are encoded as a finite automaton and transitions between these configurations as a finite transducer. A technique for verifying arbitrary properties of parameterized systems specified in a temporal logic LTL(MSO) has already been introduced. We present an extension of this algorithm allowing verification of hyperproperties of parameterized systems where an explicit quantification over multiple execution traces is allowed. We specify conditions that need to hold for a pair of advice bits (a finite automaton and a finite transducer) that serves as a witness of the fact that the property holds in the system. The technique presented in this work is implemented in our tool ParaHyper - the only existing tool for the verification of hyperproperties of parameterized systems. The tool uses a SAT solver to generate automata and transducers. If a pair satisfying the conditions for advice bits is found, the property holds in the system. We performed an experimental evaluation of our approach and found that ParaHyper is able to generate advice bits for formulae with an alphabet up to 4 symbols if both the automaton and the transducer have at most 2 states. When a candidate pair is given by the user, ParaHyper can, however, efficiently check if it satisfies the conditions for advice bits even for larger alphabets and greater number of states.
Regular model checking is an automata-based technique used for verification of infinite-state systems. The configurations of a system are encoded as a finite automaton and transitions between these configurations as a finite transducer. A technique for verifying arbitrary properties of parameterized systems specified in a temporal logic LTL(MSO) has already been introduced. We present an extension of this algorithm allowing verification of hyperproperties of parameterized systems where an explicit quantification over multiple execution traces is allowed. We specify conditions that need to hold for a pair of advice bits (a finite automaton and a finite transducer) that serves as a witness of the fact that the property holds in the system. The technique presented in this work is implemented in our tool ParaHyper - the only existing tool for the verification of hyperproperties of parameterized systems. The tool uses a SAT solver to generate automata and transducers. If a pair satisfying the conditions for advice bits is found, the property holds in the system. We performed an experimental evaluation of our approach and found that ParaHyper is able to generate advice bits for formulae with an alphabet up to 4 symbols if both the automaton and the transducer have at most 2 states. When a candidate pair is given by the user, ParaHyper can, however, efficiently check if it satisfies the conditions for advice bits even for larger alphabets and greater number of states.
Description
Citation
ŠMAHLÍKOVÁ, B. Automaty ve verifikaci [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Matematické metody
Comittee
prof. Ing. Tomáš Vojnar, Ph.D. (předseda)
Ing. Martin Hrubý, Ph.D. (člen)
Ing. Aleš Smrčka, Ph.D. (člen)
Dr. Ing. Petr Peringer (člen)
Ing. Radek Hranický, Ph.D. (člen)
Ing. Ondřej Lengál, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-06-20
Defence
Studentka nejprve prezentovala výsledky, kterých dosáhla v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Studentka následně odpověděla na otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studentky na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení