密码协议的一种基于组合推理的模型验证

将密码协议与协议中用到的密码算法视为一个系统,基于组合推理技术建立了密码协议系统的形式化模型。采用基于假设/保证的组合推理技术提出了新的假设/保证推理规则和假设/保证推理算法,证明了该规则的正确性,实现了密码协议系统的模型验证,并重点解决了系统分解问题、假设函数的设定问题等难题。以kerberos v5密码协议系统为例,利用该组合推理技术对密码协议系统进行了安全验证。1

基于UML和模型检测的安全模型验证方法

安全策略的形式化分析与验证随着安全操作系统研究的不断深入已成为当前的研究热点之一.文中在总结前人工作的基础上,首次提出一种基于UML和模型检测器的安全模型验证方法.该方法采用UML将安全策略模型描述为状态机图和类图,然后利用转换工具将UML图转化为模型检测器的输入语言,最后由模型检测器来验证安全模型对于安全需求的满足性.作者使用该方法验证了DBLP和SLCF模型对机密性原则的违反.

改进的以SMT为基础的实时系统限界模型检测

基于SAT的限界模型检测在处理实时系统时具有很高的复杂度.SMT求解器在计算可满足性的同时,还能处理算术和其他可判定性理论.在对实时系统进行检测时,用SMT求解器代替SAT求解器,系统里的时钟就可以用整型或实型变量表示,时钟约束则可以直接表示成线性算术表达式,从而使整个检测过程更加高效.带时间参数的计算树逻辑(timed computation tree logic,简称TCTL)被用来描述实时系统里的性质.同时,还对检测方法作了相应的改进.

基于Yices对时间自动机的有界模型检测

为了避免在有界模型检测过程中对变量进行布尔编码以及对时间自动机模型中的时钟进行预处理,给出一个利用SMT(satisfiability modulo theories)工具进行的对时间自动机进行有界模型检测的方法。该方法将时间自动机模型直接转换成SMT工具可识别的逻辑公式,利用SMT工具可求解包含有整数型和实数型变量逻辑公式的能力来进行模型检测。实验结果表明,对于某些可达性性质的验证,该方法的效率有一定的优势。

基于一阶迁移系统的限界模型检测工具实现

为了简化在限界模型检测过程中模型的建立过程,给出了一种采用基于一阶迁移系统语言的模型建立方法,并在此一阶迁移系统语言中加入了通道的功能,增强了描述能力。然后在此基础上完成了一个以基于插值和k步归纳的限界验证算法为核心的模型检测工具(BMCF),最后利用该工具对常见的互斥协议,简单数据传输协议的性质进行了分析与验证。结果表明,利用该工具对系统进行建模具有方便直观的特点,并借助实现的验证算法能高效的检验性质的正确性,如果性质不成立工具还会给出反例提示。

面向方面软件开发的形式化方法与编译器技术分析研究

主要讨论"面向方面软件开发"或"面向方面编程"要如何运用形式化的相关方法来进行模型检测。简单介绍面向方面软件开发的内容,并运用编译器的理论知识来分析面向方面编程相关工具的应用。解释面向方面软件开发在测试代码工作上容易遇到的困难点与常见问题,并解释如何运用已知形式化方法来分析描述这些问题,进行模型检测(model checking),找出代码出错的问题点,阐述如何让面向方面软件开发出来的代码更加强固、稳定与可靠。

一种基于UPPAAL的Web服务组合模型检测方法

Web服务组合的正确性验证对提高软件开发效率、实现服务增值具有重要意义。为从高层抽象层次研究Web服务组合的正确性及其形式化验证方法,考虑到Web服务组合中的实时特征,在采用软件体系结构描述语言XYZ/ADL对Web服务组合进行描述的基础上,将其实时描述部分XYZ/RE转换至时间自动机模型,组合后系统应满足的性质用分支时序逻辑CTL公式表示,最后应用模型检测工具UPPAAL实现了Web服务组合正确性的自动化验证。

一种基于安全状态转移的简并测试集生成方法

在总结前人工作的基础上,结合安全操作系统对测试的特殊需求,提出了简并测试集(degenerate test set,简称DTS)的概念,设计了一种使用模型检测的基于安全状态转移的高效测试集生成方法.该方法以状态转移为化简对象,在利用模型检测技术生成测试用例的同时,归并相同的状态转移并化简需求集中的冗余属性,从而最终达到化简测试集的目的.在此基础上,探讨了单个用例失败时用例集的有效性问题,并对DTS生成算法进行了改进.实验结果表明,该方法可以有效地对测试集中的冗余进行化简.

模型检测MESIF Cache一致性协议

在处理器从单核向多核演进的过程中,为了获得更好的性能和可扩展性,适用于多核处理器系统的Cache一致性协议变得越来越复杂。Cache一致性协议的验证一直是模型检测在工业界主要应用之一,被工业界和学术界关注。相对传统方法而言,微结构级的模型检测能够描述和验证更多的协议细节。利用NuSMV工具对Intel公司的MESIF Cache一致性协议进行模型检测在微结构层次上进行了建模,并对该协议进行模型检测,试验结果证明了此方法的有效性。

algorithms for computing weak bisimulation equivalence

IEEE Comp Soc, IFIP, Tianjin Normal Univ

Building Responsive Systems from Physically-correct Specifications

Predictability - the ability to foretell that an implementation will not violate a set of specified reliability and timeliness requirements - is a crucial, highly desirable property of responsive embedded systems. This paper overviews a development methodology for responsive systems, which enhances predictability by eliminating potential hazards resulting from physically-unsound specifications. The backbone of our methodology is the Time-constrained Reactive Automaton (TRA) formalism, which adopts a fundamental notion of space and time that restricts expressiveness in a way that allows the specification of only reactive, spontaneous, and causal computation. Using the TRA model, unrealistic systems - possessing properties such as clairvoyance, caprice, in finite capacity, or perfect timing - cannot even be specified. We argue that this "ounce of prevention" at the specification level is likely to spare a lot of time and energy in the development cycle of responsive systems - not to mention the elimination of potential hazards that would have gone, otherwise, unnoticed. The TRA model is presented to system developers through the CLEOPATRA programming language. CLEOPATRA features a C-like imperative syntax for the description of computation, which makes it easier to incorporate in applications already using C. It is event-driven, and thus appropriate for embedded process control applications. It is object-oriented and compositional, thus advocating modularity and reusability. CLEOPATRA is semantically sound; its objects can be transformed, mechanically and unambiguously, into formal TRA automata for verification purposes, which can be pursued using model-checking or theorem proving techniques. Since 1989, an ancestor of CLEOPATRA has been in use as a specification and simulation language for embedded time-critical robotic processes.