Quantitative Model Checking of Linear-Time Properties Based on Generalized Possibility Measures
基于可能性测度的线性时间特性的模型检验在以前的工作（Y。Li和L. Li，模型检验基于可能性度量的线性时间特性，IEEE Transactions on Fuzzy Systems，21（5）（2013），842-854）。然而，在以前的工作中考虑的线性时间性质是经典的和定性的，系统的可能性信息没有考虑在所有。本文将研究基于广义可能性测度的模糊线性时间性质的定量模型检验。使用可能性信息来描述系统的模型以及系统需要遵守的属性，以识别模型/属性中的不确定性。系统采用{ \sl广义可能性Kripke结构}（GPKS，简称）建模，其性质用模糊线性时间性质描述.具体地，研究了GPKS系统的可达性、总是可达性、约束可达性、重复可达性和持续性的模糊线性时间性质。介绍了GPKS中的模糊正则安全性质和模糊$ω-$正则性质，深入研究了模糊有限自动机对模糊正则安全性质和模糊$ω-$正则性质的验证.证明了有限GPKS中模糊正则安全性和模糊$ω-$正则性的验证可以转化为本文所介绍的产品GPKS中（总是）可达性和重复可达性（持久性）的验证.文中给出了几个算例来说明本文所提出的方法。
2016-01-25 cs.LO
Regular Model Checking Revisited (Technical Report)
在这方面的贡献，我们重温定期模型检验，一个强大的框架，已成功地应用于验证的无限状态系统，特别是参数化系统（并发系统与任意数量的进程）。我们提供了一个重新制定的定期模型检验与长度保持传感器在存在的二阶理论在自动结构。我们认为，这是一个自然的配方，使我们能够利用强大的综合技术，已被广泛研究的软件验证社区。更确切地说，在这个公式中，一阶部分表示所需正确性属性的验证条件（我们有完整的求解器），而存在量化的二阶变量表示要合成的关系。我们表明，许多有趣的正确性可以用这种方式制定，例如安全，活性，双相似性，和游戏。更重要的是，我们表明，这种新的配方允许新的有趣的基准（和旧的定期模型检验基准，以前被认为是困难的），特别是在参数化系统验证领域，要解决。
2021-11-21 cs.FL cs.LO
Model Checking Regular Language Constraints
即使是最快的SMT求解器在处理来自真实程序的正则表达式时也会遇到性能问题。由于这些性能问题通常来自问题表示（例如，非确定性有限自动机得到确定和正则表达式得到展开），我们重新审视布尔有限自动机，它允许直接和自然的表示任何正则语言的布尔组合。将IC3模型检验算法应用于布尔有限自动机，不仅可以有效地回答空性和普适性问题，而且通过扩展，可以判定多变量串成员问题的可满足性。我们证明了所产生的系统的有效性，一些流行的基准和正则表达式。
2017-08-30 cs.FL cs.LO cs.SC
AutoHyper: Explicit-State Model Checking for HyperLTL
HyperLTL是一种可以表达超属性的时态逻辑，即，与系统的多个执行跟踪相关的属性。这样的性质变得越来越重要并且自然发生，例如，在信息流控制，鲁棒性，突变测试，路径规划和因果关系检查。到目前为止，HyperLTL的完整模型检验工具仅限于无替代公式，即，仅使用泛量化或仅使用存在迹量化的公式。涉及量词替换的属性只能以不完整的方式处理，即，即使该属性保持，验证也可能失败。在本文中，我们提出了AutoHyper，一个显式状态自动机为基础的模型检查器，支持完整的HyperLTL，并完成与任意量词交替的属性。我们表明，语言包含检查可以集成到HyperLTL验证，这使得AutoHyper受益于一系列现有的包含检查工具。我们评估AutoHyper的一组广泛的基准来自不同领域的文献，并将其与现有的（不完整的）方法进行HyperLTL验证。
2023-01-26 cs.LO
Typestate Checking and Regular Graph Constraints
我们引入了正则图约束，并探讨其可判定性。规则图约束的动机是1）在存在链接的数据结构的情况下改变对象类型的类型检查，2）形状分析技术，以及3）在树和网格上的类似约束的泛化。我们定义了一个称为堆的图子类，作为程序在执行过程中构造的数据结构的抽象。证明了堆类上正则图约束蕴涵的有效性是不可判定的。我们表现出不可判定性表现出一定的“对应图”的存在和不存在的同态有限数量的固定图的特征。正则图约束蕴涵的不可判定性意味着，当这些属性用任何规约语言表达时，都没有算法来验证过程前提条件是否满足，或者不变量是否保持不变，至少与正则图约束一样具有表达性。
2004-08-05 cs.LO cs.PL
On the Complexity of Verifying Regular Properties on Flat Counter Systems
在计数器系统验证的近似方法中，其中之一是模型检验其平坦展开。不幸的是，除了可达性查询或过去的LTL模型检查问题的复杂性表征，这种业务模型并不总是很好地研究。在本文中，我们描述的复杂性的模型检测问题的平面计数器系统的规约语言，包括一阶逻辑，线性μ演算，无限自动机，和相关的形式主义。我们的研究结果跨越不同的复杂性类（主要是从PTime到PSpace），它们适用于计数器值的算术约束系统允许的语言。就证明技术而言，我们提供了一种集中于主要问题的统一方法。
2013-04-23 cs.LO
Model Checking Probabilistic Pushdown Automata
我们考虑概率下推自动机（pPDA）的模型检验问题和各种概率逻辑中可表达的属性。我们开始与属性，可以制定为一个广义的随机游走问题的实例。我们证明了定性和定量的模型检验这类性质和pPDA是可判定的。然后，我们证明了模型检验的定性片段的逻辑PCTL和pPDA也是可判定的。此外，我们开发了一个容错的模型检验算法的PCTL和无状态pPDA的子类。最后，我们考虑了一类ω-正则性质，并证明了pPDA的定性和定量模型检验都是可判定的。
2006-03-09 cs.LO
Kofola 1.0: A Modular Approach to ω-Regular Complementation and Inclusion Checking (Technical Report)
Brno University of Technology（布尔诺理工大学）；Aalborg University（奥尔堡大学）；Key Lab. of System Software (Chinese Academy of Sciences), ISCAS（中国科学院系统软件重点实验室）；Slovak University of Technology in Bratislava（布拉迪斯拉发斯洛伐克科技大学）
Kofola 1.0 提出了一种高效的 Büchi 自动机补集与包含检查工具，基于模块化补集框架，结合新启发式方法，实验证明其在实际应用中性能优越。
2026-06-29 cs.FL cs.LO
Really Natural Linear Indexed Type Checking
最近的工作已经表明了线性索引类型系统在执行复杂程序属性方面的强大功能。这些系统将线性类型与类型级索引语言相结合，允许更细粒度的分析。这类系统在隐复杂性和差分隐私等领域得到了广泛的应用。增强这种方法的表现力的一种自然方法是，按照依赖类型的精神，允许索引依赖于运行时信息。这种方法在DFuzz中使用，DFuzz是一种用于差分隐私的语言。DFuzz类型系统依赖于一种索引语言，它支持对常量和变量进行实数和自然数运算。此外，DFuzz使用子类型机制使类型更加灵活。线性、依赖性和子类型本身在执行类型检查或类型推断时都需要精细的处理;它们的组合大大增加了这一挑战，因为这些特性可以以非平凡的方式进行交互。本文研究了DFuzz的类型检测问题。我们展示了如何减少类型检查（一个简单的扩展）DFuzz约束解决一阶理论的自然和实数，虽然不可判定，通常可以在实践中处理的标准数值求解器。
2015-03-16 cs.LO
Model-Checking of Ordered Multi-Pushdown Automata
我们解决了有序多下推自动机的验证问题：下推自动机的多栈扩展，具有对栈转换的约束，使得弹出只能在第一个非空栈上执行。首先，我们证明了有序多下推自动机的空问题是在2 ETIME。然后，我们证明了，对于一个有序的多下推自动机，一个正则配置集的所有前身的集合是一个有效的可构造正则集。我们利用这一结果来解决全球模型检验，其中包括在计算一个有序的多下推自动机，满足给定的w-正则性质（可表示在线性时间的时间逻辑或线性时间μ演算）的所有配置的集合。作为一个直接的后果，我们得到了一个2 ETIME上界的有序多下推自动机的w-正则性质的模型检验问题（匹配其下限）。
2012-09-19 cs.FL cs.LO
Project and Conquer: Fast Quantifier Elimination for Checking Petri Net Reachability
本文提出一种基于结构约简的Petri网广义可达性属性检查方法，通过线性复杂度的变量消去投影过程将属性转化为约简网的等价公式，可作为现有模型检测器的预处理步骤，实验证明其在约简量有限时依然有效。
2024-01-08 cs.LO
Regular Model Checking Upside-Down: An Invariant-Based Approach
本文提出一种从上方逼近可达配置集合的常规模型检测补充方法，利用归纳不变量的交集构造正则自动机，并分析其复杂度与所需子句数。
2025-01-13 cs.DC cs.LO
Linear-Time Model Checking Branching Processes
（多类型）分支过程是生成随机无限树的自然和充分研究的模型。分支过程具有非确定性和概率性分支，推广了转移系统和马尔可夫链（但不是一般的马尔可夫决策过程）。我们研究了模型检验分支过程对线性时间ω-正则规范的复杂性：它是几乎肯定的情况下，由分支过程随机生成的树的每个分支满足ω-正则规范？主要结果是，对于LTL规格这个问题是在PSPACE，包含经典的结果，分别为过渡系统和马尔可夫链。底层的一般模型检查算法是基于自动机理论的方法，使用明确的Büchi自动机。
2021-07-04 cs.FL cs.LO
Model-Checking of Linear-Time Properties in Multi-Valued Systems
本文研究多值系统线性时间性质的模型检验。介绍了多值逻辑系统的安全性、不变性、活性性、持久性和双持久性。讨论了与上述多值线性时间性质相关的一些算法。研究了利用格值自动机对多值正则安全性质和多值$ω$ -正则性质的验证。由于不矛盾定律（即，$a\wedge \neg a=0$）和排除中间法则（即，$a\vee \neg a=1$）在多值逻辑中不成立，本文引入的线性时间性质与经典逻辑中的线性时间性质相比有了新的形式。与经典的模型检验方法相比，本文提出的多值模型检验方法更加直观。本文还提出了一种新的带隶属度的多值模型检验方法。特别是，我们证明了多值模型检验可以简化为经典的模型检验。给出了相关的验证算法。文中还提供了一些说明性的例子和案例研究。
2016-09-25 cs.FL cs.LO
Reduction of Register Pushdown Systems with Freshness Property to Pushdown Systems in LTL Model Checking
下推系统（PDS）是递归程序的一种抽象模型，下推系统的模型检验方法已得到研究。寄存器PDS（RPDS）是由寄存器扩展的PDS，以有限的方式处理来自无限域的数据值。一个线性时序逻辑（LTL）模型检验方法已被提出的RPDS与定期估值，但该方法要求用于表示一个定期估值的寄存器自动机（RA）是向后确定的。本文提出了另一种方法来解决同样的问题，其中的模型检验问题的RPDS归结为PDS的问题，通过构造一个PDS互模拟等价于一个给定的RPDS。所提出的方法的结构比以前的模型检验方法更简单，不需要RA确定性或后向确定性，互模拟等价性清楚地保证了这种减少的正确性。另一方面，所提出的方法要求每个RPDS（和RA）具有新鲜度属性，其中每当RPDS用未存储在任何寄存器或栈顶中的数据值更新寄存器时，该值应该是新鲜的。本文还表明，这种模型检验问题的定期评估定义的一般RA是不可判定的，因此新鲜度约束是必要的，在所提出的方法。
2022-03-22 cs.FL cs.LO
On the Complexity of Model Checking for Syntactically Maximal Fragments of the Interval Temporal Logic HS with Regular Expressions
本文研究了Halpern和Shoham的区间时序逻辑HS的模型检验问题。在过去的几年里，间隔时态逻辑MC作为传统（基于点）时态逻辑MC的可行替代方案越来越受到关注，传统时态逻辑MC可以被恢复为特殊情况。大多数结果都是在同质性假设下得到的，即约束一个命题字母在一个区间上成立当且仅当它在每个分量状态上成立。最近，Lomuscio和Michaliszyn提出了一种放松这种假设的方法，利用正则表达式来定义命题字母在其组成状态方面的行为。当同质性假设，MC的确切复杂性是一个困难的公开问题，充分HS和它的两个句法最大片段AA'BB' E '和AA' EB 'E'。在本文中，我们提供了一个渐近最优的约束下，这两个片段的复杂性更有表现力的语义变体的基础上，正则表达式的MC问题是AEXP_pol-完成，其中AEXP_pol表示的复杂性类的问题，由指数时间有界的交替图灵机，使一个多项式有界的交替。
2017-09-07 cs.CC cs.LO
A Formal Verification Methodology for Checking Data Integrity
形式化验证技术在预硅验证过程中发挥着重要作用。在进行形式化验证时考虑的最重要的一点是定义好的验证范围，我们应该明确定义在测试中的设计要正式验证什么。在定义形式化验证的范围时，我们考虑了以下三个实际需求。它们（a）难以核实（b）小到难以处理（c）容易理解。我们的新方法是将系统的通用属性分解为块级的原型属性，并定义可验证RTL的需求。因此，每个设计者而不是验证专家可以很容易地描述设计的属性，形式化的模型检验可以系统地和彻底地应用到所有的叶子模块。在服务器平台组件芯片的开发过程中，我们专注于RAS（可靠性，可用性和可服务性）功能，并在PSL中描述了2000多个属性。通过形式化验证，我们在有限的时间内发现了几个关键的逻辑错误，并成功地验证了所有这些错误。本文提出了一种功能验证方法的研究。
2007-10-25 cs.LO
Regular Model Checking Approach to Knowledge Reasoning over Parameterized Systems (technical report)
我们提出了一个通用的框架，建模和验证的认识属性参数化的多智能体系统，通过真实的公告进行通信。在我们的框架中，代理的数量或某些资源的数量被参数化（即先验未知），相应的验证问题询问给定的认知属性是否为真，而不管参数的实例化。例如，在一个泥泞的儿童拼图中，人们可以问每个孩子是否最终都会发现他是否泥泞，而不管孩子的数量。我们的框架是定期模型检验（RMC）为基础的，其中同步有限状态自动机（相当于一元二阶逻辑的话）被用来指定系统。我们提出了一个公共声明逻辑的扩展作为规约语言。特别感兴趣的是增加了所谓的迭代公共公告运营商，这是至关重要的推理知识参数化系统。虽然运营商的模型检验问题不可判定的，我们表明，这成为一个适当的“消失关系”时，可判定的。此外，我们展示了如何Angluin的L* 算法学习有限自动机可以应用到找到一个消失的关系，这是保证终止，如果它是正规的。我们已经实现了该算法，并将其应用于这样的例子，如泥泞的儿童拼图，俄罗斯卡问题，大数挑战。
2021-03-08 cs.FL cs.LO cs.MA
Verifying Isolation Properties in the Presence of Middleboxes
路由器转发表的正确性验证近年来取得了很大的进展。然而，这些方法不适用于包含诸如缓存和防火墙之类的中间盒的网络，这些中间盒的转发行为取决于先前观察到的流量。我们将探讨如何使用模型检验来验证包含此类“动态数据路径”元素的网络中的隔离属性。我们的工作利用了SMT求解器的最新进展，主要挑战在于扩展该方法以处理大型复杂网络。虽然模型检验在这个问题上的直接应用只能处理非常小的网络（如果有的话），但我们的方法可以在几分钟内在包含30，000个中间盒的网络上验证简单的现实不变量。
2014-09-26 cs.LO cs.NI
Tree Regular Model Checking for Lattice-Based Automata
树规则模型检验（TRMC）是分析无限状态系统的一系列技术的名称，其中状态由项表示，状态集由树自动机（TA）表示。TRMC的核心问题是判断一组坏状态是否可达。计算表示可达状态集合（的过近似）的TA的问题是不可判定的，但是存在基于树换能器的完成或迭代的有效解决方案。不幸的是，TRMC框架无法有效地捕获系统的复杂结构及其某些功能。作为示例，对于JAVA程序，项的结构主要用于捕获系统的状态的结构。相反，Java程序的整数必须用Peano数编码，这意味着任何代数运算都可能由数千个重写规则的应用程序表示。在本文中，我们提出了格树自动机（LTA），树自动机的扩展版本，其叶子配备了格。LTA允许我们表示可能无限的解释术语集。这些术语能够以有效的方式表示复杂的域和相关操作。我们还将经典的布尔运算扩展到LTA。最后，作为一个主要的贡献，我们引入了一个新的基于完成的算法计算可能无限的可达解释条款在有限的时间。
2012-03-07 cs.FL cs.LO
LTL Model-Checking for Dynamic Pushdown Networks Communicating via Locks
动态下推网络（Dynamic Pushdown Network，DPN）是一组下推系统（Pushdown Systems，PDS），其中每个进程都可以动态地创建新的PDS实例。DPN是具有（可能是递归的）过程调用和线程创建的多线程程序的自然模型。使用锁扩展DPN允许进程彼此同步。因此，带锁的DPN是一种很好的形式主义，可以对通过锁进行同步的多线程程序进行建模。因此，为带锁的DPN提供模型检验算法是很重要的。在这项工作中，我们认为模型检验的DPN与锁对单索引的LTL属性的形式V fi s. t。fi是在PDS i上解释的LTL公式。我们考虑模型检验问题w.r.t.简单赋值（即，配置是否满足原子命题仅取决于其控制位置和持有的锁）和w.r.t.定期评估（即，满足原子命题的配置集合是配置的规则集合）。我们证明了这些模型检验问题是可判定的。
2016-10-11 cs.LO cs.PL cs.SE
Verifying Probabilistic Timed Automata Against Omega-Regular Dense-Time Properties
概率时间自动机（Probably Timed Automata，PTAs）是一种扩展了离散概率分布的时间自动机（Timed Automata，TA），它作为一种数学模型，广泛应用于随机和时间行为。在这项工作中，我们考虑的问题，模型检查的线性\emph{dense-time}性质在{PTA}。特别是，我们研究了线性密集时间属性，可以编码的TA与无限的验收criterion.First，我们表明，模型检查PTA对确定性TA规格的问题可以通过产品建设解决。基于乘积结构，证明了确定性TA规格问题的计算复杂性是EXPTIME-完全的。然后我们证明了当放宽到一般的（非确定性的）TA时，模型检测问题变得不可判定，我们的结果大大扩展了TA的稠密时间特性和非确定性。
2018-06-13 cs.FL cs.LO
Model-checking parametric lock-sharing systems against regular constraints
本文研究参数化锁共享系统在强公平性下的无限行为验证问题，证明其在嵌套锁使用下可判定且为 Exptime 完全，并在 spawn 参数有界时对固定秩奇偶自动机性质给出 Ptime 算法。
2023-07-10 cs.DC cs.FL cs.LO
Lifted Model Checking for Relational MDPs
KU Leuven（鲁汶大学）；Université libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；Örebro University（厄勒布鲁大学）
概率模型检验是为了验证具有随机性和不确定性行为的系统而发展起来的。给定一个概率系统，概率模型检查器获取一个属性，并检查该属性在该系统中是否成立。因此，概率模型检验提供了严格的保证。然而，到目前为止，概率模型检验主要集中在命题模型上，其中状态由符号表示。另一方面，在规划和强化学习中通常需要进行关系抽象。各种框架处理关系域，例如，CNOPS规划和关系马尔可夫决策过程。在关系环境中使用命题模型检验需要将模型接地，这导致了众所周知的状态爆炸问题和棘手性。我们提出了pCTL-REBEL，一个提升的模型检验方法来验证pCTL属性的关系MDP。它将基于关系模型的强化学习技术REBEL扩展到关系pCTL模型检验. PCTL-REBEL被提升，这意味着该模型不是基于基础，而是利用对称性在关系级别上将一组对象作为一个整体进行推理。理论上，我们表明，pCTL模型检验是可判定的关系MDP有可能是无限的域，提供的状态有界的大小。在实践中，我们贡献的算法和实现解除关系模型检验，我们表明，解除的方法提高了可扩展性的模型检验方法。
2022-01-10 cs.AI cs.LG cs.LO
Model Checking Linear Dynamical Systems under Floating-point Rounding
我们考虑浮点舍入下的线性动力系统。在这些系统中，矩阵被重复地应用于向量，但是在每一步之后数字被舍入为浮点表示（即，存储为固定精度尾数和指数）。与线性动态系统研究中经常采用的精确的任意精度设置相比，该方法更忠实地模拟线性回路的现实实现。我们的结果是双重的：我们表明，对于非负矩阵有一个特殊的结构，由系统产生的向量序列：尾数是周期性的，指数线性增长。我们利用这一点来展示$ω$的可判定性-定期的时间模型检验对半代数谓词。这与未舍入的设置形成对比，在未舍入的设置中，即使是非负的情况也包含长期存在的开放式Skolem和Positivity问题。另一方面，当矩阵中允许负数时，我们证明了可达性问题是不可判定的，通过编码两个计数器的机器。同样，这与未舍入设置形成对比，在未舍入设置中，已知点对点可达性在多项式时间内是可判定的。
2023-01-27 cs.LO
Certificates and Witnesses for Multi-objective ω-regular Queries in Markov Decision Processes
针对马尔可夫决策过程中多目标ω-正则查询，提出独立可验证的证书与证据，扩展改进现有证书推导MILPs找最小见证子系统，特例下用无歧义Büchi自动机获单指数空间算法，实现并验证技术有效性。
2025-08-25 cs.LO
Prophecies all the Way: Game-based Model-Checking for HyperQPTL beyond $\forall^*\exists^*$
本文将基于博弈的模型检测方法从$\forall^*\forall^*$片段扩展至支持任意量词前缀的完整HyperQPTL，采用不完全信息博弈实现，同时得到带前瞻转换器的Skolem函数有限状态实现以解释性质满足情况。
2025-07-31 cs.FL cs.LO
Property Directed Reachability for Generalized Petri Nets
我们提出了一个半决策过程检查广义可达性，广义Petri网，这是基于属性导向可达性（PDR）方法。我们实际上定义了三个不同的版本，这取决于用于提取可能的证人的方法，并且能够处理越来越困难的问题。我们已经实现了我们的方法在一个模型检查器称为SMPT，并给出经验证据，我们的方法可以处理的问题，是困难的或不可能检查与当前最先进的工具。
2022-08-05 cs.LO
HornStr: Invariant Synthesis for Regular Model Checking as Constrained Horn Clauses(Technical Report)
HornStr 是首个将正则模型检验的不变式合成转化为字符串上的约束 Horn 子句问题的求解器，支持 L* 和基于 SAT 的自动机学习，并自动验证 MU 谜题，生成超 30000 个新基准。
2025-05-23 cs.FL cs.LO
Stability Checking of Markov Jump Linear Systems via Probabilistic Temporal Logic (Extended Version)
Saarland University（萨尔兰大学）
针对马尔可夫跳变线性系统，提出基于概率计算树逻辑的模型检验方法，通过线性代数技术扩展逻辑以处理特定初始状态集下的矩稳定性，解决了经典稳定性判据的保守性问题。
2026-06-24 cs.FL cs.LO
Multi-Objective Model Checking of Markov Decision Processes
研究并给出了马尔可夫决策过程多目标模型检验问题的有效算法。给定MDP，M，以及给定多个线性时间（ω-正则或LTL）性质φ i，以及概率ri ε[0，1]，i=1，.，k，我们问是否存在控制器的策略σ，使得对于所有i，由σ控制的M的轨迹满足φ i的概率至少为ri。我们提供了一个算法，决定是否存在这样的策略，如果是这样产生它，并运行在时间多项式中的MDP的大小。这种策略可能需要同时使用随机化和内存。我们还考虑了更一般的多目标ω-正则查询，我们激励与应用的假设保证组合推理的概率系统。注意，在不同属性之间可以存在折衷：以高概率满足属性φ 1可能需要以低概率满足φ 2。将其视为多目标优化问题，我们需要关于“权衡曲线”或帕累托曲线的信息，以最大化不同属性的概率。我们证明了在MDP的大小下，可以计算关于时间多项式中的一组ω-正则性质的近似Pareto曲线。我们的定量上限使用LP方法。我们还研究了定性的多目标模型检验问题，我们表明，这些可以通过纯粹的图论方法进行分析，即使策略可能仍然需要随机化和内存。
2008-11-11 cs.CC cs.GT cs.LO
Learning to Prove Safety over Parameterised Concurrent Systems (Full Version)
我们重新审视了经典的问题，证明安全的参数化并发系统，即，用有限（符号）方法表示的有限状态并发系统的无限族。这样的无限族的一个例子是一个用餐哲学家协议，具有任意数量的n个进程（n是定义无限族的参数）。常规模型检验是一种用于参数化并发系统建模的通用框架，其中无限组的配置（分别为：transitions）由正则集（resp.常规换能器）。虽然在常规的模型检验框架中验证安全属性通常是不可判定的，但是在过去的15年中已经开发了许多复杂的半算法，可以在许多实际情况中成功地证明安全性。在本文中，我们提出了一个简单的解决方案，利用Angluin的经典L* 算法（及其变体）来合成正则归纳不变量。我们提供了一个终止保证时，从一组给定的初始配置可达的配置集是定期的。我们已经测试了L* 算法的标准（以及新的）的例子，在定期的模型检验，包括用餐哲学家协议，用餐密码协议，和几个互斥协议（如面包店，伯恩斯，Szymanski，和德国）。我们的实验表明，尽管我们的解决方案的简单性，它可以执行至少以及现有的半算法。
2017-10-03 cs.FL cs.LO cs.PL
Parametric Linear Dynamic Logic (full version)
我们介绍参数线性动态逻辑（PLDL），它扩展了线性动态逻辑（LDL）的时间运营商配备参数，约束其范围。LDL本身是作为线性时序逻辑（LTL）的扩展而提出的，它能够表达所有的ω-正则规范，同时仍然保持LTL的许多理想属性，如直观的语法和语义，并转换为指数大小的非确定性Büchi自动机。但是LDL缺乏表达时间约束的能力。通过添加参数化的运营商LDL，我们得到一个逻辑，能够表达所有的ω-正则性质，并包含参数化LTL和PROMPT-LTL LTL的参数化扩展。我们的主要技术贡献是翻译PLDL公式到不确定的Büchi自动机的指数大小通过交替自动机。这就产生了多项式空间算法的模型检验和假设保证模型检验和可实现算法的双指数运行时间。所有这三个问题也被证明是完整的这些复杂性类。此外，我们给出了严格的上限和下限的最佳参数值的模型检验和可实现性。利用这些界，我们提出了一个多项式空间过程的模型检验优化和一个算法的三次指数运行时间的可实现性优化。我们的研究结果表明，PLDL模型检验和可实现性并不比它们各自的（参数）LTL对应。
2015-12-07 cs.FL cs.LO
Model Checking Temporal Properties of Recursive Probabilistic Programs
本文研究了递归概率程序（pPDA）针对 $ω$-可见下推语言的模型检测问题，给出了可判定性与复杂性结果，证明 CaRet 等逻辑可指定过程调用与返回匹配等结构化性质。
2023-12-14 cs.FL cs.LO
Linear Tabulated Resolution Based on Prolog Control Strategy
无限循环和冗余计算是Prolog语言中公认的开放问题。已经探索了两种方法来解决这些问题：循环检查和制表。循环检查可以切断无限循环，但即使对于无函数的逻辑程序，它也不能既可靠又完整。表法是解决无限循环和冗余计算的有效方法。然而，现有的制表分辨率（诸如OLDT分辨率、SLG分辨率和制表SLS分辨率）是非线性的，因为它们在制定制表时依赖于解查找模式。非线性解析的主要缺点是它们不能使用简单的基于堆栈的内存结构（如Prolog中的内存结构）来实现。此外，一些严格的顺序运算符（如cuts）可能不像Prolog那样容易处理。在本文中，我们提出了一种混合方法来解决无限循环和冗余计算。我们结合循环检查和制表的思想，建立一个线性制表决议称为TP-决议。TP-归结有两个显著的特点：（1）它与Prolog一样进行线性列表推导，只是打破了无限循环，减少了冗余计算。它像Prolog一样有效地处理切割。(2)它对于具有有界项大小性质的正逻辑程序是可靠的和完备的。底层算法可以通过扩展到任何现有的Prolog抽象机（如WAM或ATOAM）来实现。
2000-03-09 cs.AI cs.LO
A Linear-Time Nominal $μ$-Calculus with Name Allocation
无限字母表语言的逻辑和自动机模型，如Freeze LTL和寄存器自动机，用于验证过程或带有数据的文档。它们与名义集上的形式主义密切相关，例如非确定性轨道有限自动机（NOFA），其中名称扮演数据的角色。在这种形式主义中的推理问题在计算上往往是困难的。名字绑定的名义自动机模型，如规则的非确定性名义自动机（RNAs）已被证明是计算上更容易处理。在本文中，我们介绍了一个线性时间不动点逻辑Bar-muTL有限字在一个无限的字母表，它的特点是完全否定和冻结量化通过名称绑定。我们通过对扩展的正则非确定性名义自动机的非平凡约简表明，尽管Bar-muTL允许无限制的非确定性和无限多的寄存器，但RNAs上的模型检验Bar-muTL和可满足性检验都具有基本的复杂性.例如，模型检验在2 ExpSpace中，更准确地说是在参数化的ExpSpace中，有效地将寄存器的数量作为参数。
2021-08-20 cs.FL cs.LO
Quantum Markov chains: description of hybrid systems, decidability of equivalence, and model checking linear-time properties
在本文中，我们研究了一个模型的量子马尔可夫链，这是一个量子模拟的马尔可夫链，并得到取代概率的转移矩阵与量子操作。我们表明，这个模型是非常适合描述的混合动力系统，包括一个量子组件和一个经典的，虽然它具有相同的表达能力，另一个量子马尔可夫模型在文献中提出的。事实上，在量子信息处理中经常会遇到混合系统;例如，量子程序和量子协议都可以被视为混合系统。因此，我们进一步提出了一个称为混合量子自动机（HQA）的模型，可以用来描述这些从外部世界接收输入（动作）的混合系统。我们证明了HQA的语言等价问题是多项式时间可判定的。此外，我们将这个结果应用到量子马尔可夫链的迹等价问题，从而它也是多项式时间可判定的。最后，我们讨论了量子马尔可夫链的线性时间性质的模型检验，并表明可以成功地解决正则安全性的定量分析。
2015-06-30 cs.LO quant-ph
Probabilistic regular graphs
确定性图文法生成规则图，形成下推系统的配置图的结构扩展。本文研究了正则图的概率扩张，它是通过概率标记图文法的端弧而得到的。这些图的随机特性表示使用PCTL，计算树逻辑的概率扩展。我们在这里提出了一个算法进行近似验证的PCTL公式。此外，我们证明了概率正则图上PCTL的精确模型检验问题是不可判定的，除非限制到定性性质。我们的研究结果概括了EKM 06，概率下推自动机，使用类似的方法结合图形语法技术。
2010-11-01 cs.FL cs.LO
Propositional Dynamic Logic for Hyperproperties
反应式系统的信息安全属性（如非干扰性）通常需要将系统的不同执行相互关联并同时遵循它们。这样的超性质在其他上下文中也可以是有用的，例如，当分析分布式系统的属性时，如线性化。由于LTL、CTL或模态μ演算等常见逻辑无法表达超性质，因此开发了超逻辑HyperLTL和HyperCTL* 来解决这个缺陷。然而，这些逻辑不能表达任意的Ω-正则性质。在本文中，我们介绍HyperPDL-三角洲，一个适应的命题动态逻辑的Fischer和Ladner的hyperproperties，为了消除这一限制。使用一个优雅的自动机理论框架，我们表明，HyperPDL-三角洲模型检验是渐近不更昂贵的HyperCTL* 模型检验，尽管它大大增加了表达能力。我们进一步研究片段的HyperPDL-三角洲方面的可满足性检查。
2020-07-17 cs.FL cs.LO
Iterable Forward Reachability Analysis of Monitor-DPNs
在数据流分析和模型检验之间有着密切的联系，正如Steffen和Schmidt在90年代所观察和研究的那样。这表明，在无限状态模型检验领域中开发的基于自动机的分析技术可以被应用为解释复杂控制结构的数据流分析器，这激发了针对更复杂模型的此类分析技术的开发。Esparza和Knoop提出的一种方法是基于自动机配置集的前趋集或后继集的计算。我们的目标是适应和利用这种方法来分析多线程的Java程序。具体来说，我们考虑的并发程序的通道-DPN的模型。通过对过程和线程本地状态的有限抽象，嵌套锁精确地对无限递归、动态线程创建和同步进行建模。以前的工作，这个模型展示了如何计算规则的前驱集的规则配置和树规则的后继集的一个固定的初始配置。通过结合和扩展不同的先前开发的技术，我们展示了如何计算树正则集的树正则后继集。因此，我们得到一个可迭代的，锁敏感的前向可达性分析。我们实现了对Java程序的分析，并将其应用于信息流控制和数据竞争检测。
2013-09-20 cs.DC cs.LO cs.PL
Temporal Logics with Language Parameters
计算树逻辑（CTL）及其扩展CTL* 和CTL+作为通用模型检验工具的基础广泛应用于自动验证。但是，虽然它们可以表达许多感兴趣的属性，如可达性，但即使是简单的常规属性，如“每隔一个索引标记为a”，也不能在这些逻辑中表达。虽然开发了许多扩展以包括常规或甚至非常规（例如可见下推）语言，但Axelsson等人给出了用于具有任意语言类的CTL的第一个通用框架Extended CTL。并应用于常规的，可见的下推和（确定性）上下文无关的语言。我们将这个框架扩展到CTL* 和CTL+，并分析它的可判定性，复杂性，表达性和可满足性。
2019-10-25 cs.FL cs.LO
Full LTL Synthesis over Infinite-state Arenas
University of Gothenburg（哥德堡大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；TU Wien（维也纳工业大学）；Dedaub
本研究提出了一种基于布尔抽象的完整LTL目标合成方法，通过CEGAR方法提升无限状态竞技场中的合成效率，优于现有最先进方法。
2025-05-27 cs.FL cs.LO cs.PL
