Model Checking Branching Properties on Petri Nets with Transits (Full Version)
为了对并发系统进行模型检验，区分数据流和控制流是很方便的。正确性是在数据流级别上指定的，而系统是在控制级别上配置的。带变迁的Petri网和Flow-LTL是相应的形式体系。在Flow-LTL中，数据流的正确性以及控制的公平性和最大性的假设都以线性时间表示。到目前为止，分支行为不能指定的Petri网与过境。在本文中，我们引入Flow-CTL* 来表达数据流的预期分支行为，同时保持LTL的公平性和最大化假设的控制。我们编码的物理访问控制与策略更新的Petri网与过境，并给出标准的要求在流CTL *。在模型检验方面，我们通过构造自动机将Flow-CTL* 的带变迁Petri网的模型检验问题归结为LTL的Petri网的模型检验问题。因此，可以验证在无限数量的人的公平性假设下具有策略更新的物理访问控制。
2020-07-14 cs.LO
Branching Bisimulation Learning
提出一种针对非确定性系统的分支互模拟学习算法，通过决策树和SMT求解生成有限商，实现CTL*模型检测，在大型或无限状态空间上优于现有技术。
2025-05-22 cs.LO
Model checking Branching-Time Properties of Multi-Pushdown Systems is Hard
我们解决了多下推系统的共享内存并发程序的模型检验问题。我们认为在这里布尔程序与有限数量的线程和递归过程。众所周知，这类程序的模型检验问题是不可判定的。在本文中，我们调查的可判定性和这个问题的复杂性的假设下，有界的上下文切换定义的Qadeer和Zeroof，和相位有界的La Torre等人提出的。对时间逻辑，特别是分支时间逻辑，如模态$μ$ -演算或CTL的模型检验这样的系统很少受到关注。众所周知，与模态$μ$ -演算密切相关的奇偶博弈对于有界相位系统类是可判定的（因此对于有界上下文切换也是如此），但具有非初等复杂性（赛斯）。一个自然的问题是，这种高复杂性是否是不可避免的，有什么方法来绕过它。本文解决这些问题，不幸的是，有点令人惊讶的是，它表明，分支模型检验的MPDS本质上是一个很难的问题，没有简单的解决方案。我们证明了在相位限制下的MPDS上的奇偶博弈是非初等的。我们的主要结果表明，模型检验的$k$上下文有界MPDS对一个简单的CTL片段，由公式，其时间运营商来自集合${\EF, \EX}$，有一个非初等的下界。
2012-05-31 cs.FL cs.GT cs.LO
Spatial Model Checking of Images via Minimised Models and Branching Bisimilarity
Istituto di Scienza e Tecnologie dell’Informazione “A. Faedo”, Consiglio Nazionale delle Ricerche（意大利国家研究委员会信息科学与技术研究所）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
提出基于分支互模拟的准离散闭包模型最小化方法，通过编码为标记迁移系统加速空间模型检测，并开发原型工具VoxMinX验证其有效性。
2026-07-01 cs.LO
Strategies, model checking and branching-time properties in Maude
本文扩展Maude模型检验能力，使其支持策略控制系统上的CTL*和μ-演算分支时间性质验证，并通过通用高效连接集成外部模型检验器并比较其性能。
2024-01-15 cs.LO
Logic Column 19: Symbolic Model Checking for Temporal-Epistemic Logics
本文综述了近年来通过符号模型检验验证时态认知逻辑的一些工作，重点介绍了基于OBDD和基于SAT的离散和实时分支时态逻辑的认知逻辑验证方法。
2007-09-04 cs.LO
Deciding characteristic formulae: A journey in the branching-time spectrum
Reykjavik University（雷克雅未克大学）；Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）
本文研究了在van Glabbeek分支时间谱中各逻辑中判定公式是否为特征公式的问题，分析了可满足性和素性问题的复杂性，并探讨了多项式时间与(co)NP或PSPACE完全问题之间的边界。
2026-03-26 cs.LO
The complexity of deciding characteristic formulae in van Glabbeek's branching-time spectrum
本文研究了在 van Glabbeek 分支时间谱中，判定有限无环过程特征公式的复杂度，给出了可满足性与素性问题的复杂度结果，并探讨了多项式时间可解与计算困难的逻辑边界及公式构造的复杂度。
2024-11-13 cs.LO
Proving Linearizability via Branching Bisimulation
线性化和进度属性是并发对象的关键正确性概念。然而，模型检验线性化遭受PSPACE-硬度的微量夹杂物问题。本文提出了利用分支互模拟，一个基本的语义等价关系的进程代数，可以有效地计算，在检查这些属性。一个商的建设提供了巨大的状态空间减少的结果。我们确认所提出的方法的优势，对十几个基准问题。
2016-09-30 cs.LO cs.PL
Detecting Spurious Counterexamples Efficiently in Abstract Model Checking
摘要抽象是模型检验中处理状态空间爆炸问题的重要策略之一。在抽象模型中，状态空间大大缩小，然而，在这样的模型中找到的反例可能不是具体模型中的真正反例。因此，需要进一步完善抽象模型。如何检验反例是否为伪反例是抽象-精化循环中的一个关键问题。本文给出了伪路的一个形式化定义。在此基础上，提出了检测虚假反例的有效算法。
2011-09-26 cs.LO
Model-checking Quantitative Alternating-time Temporal Logic on One-counter Game Models
我们考虑定量扩展的交替时间时序逻辑ATL/ATL称为定量交替时间时序逻辑（QATL/QATL），其中计数器的值可以比较使用等式，不等式和模约束的常数。我们解释这些逻辑在一个计数器的游戏模型，这是无限的持续时间的游戏有限的控制图，每个过渡可以增加或减少一个无界计数器的值。也就是说，这些游戏的状态空间通常是无限的。我们考虑的模型检验问题的逻辑QATL和QATL的一个计数器的游戏模型与VASS语义，我们开发的算法，并提供匹配的下界。我们的算法是基于减少的模型检验问题的模型检验游戏。这种方法使我们很容易处理扩展的逻辑语言以及无限的状态空间。该框架一方面概括了定性问题，如有限状态系统的ATL/ATL模型检验、单计数器过程上的分支时间时序逻辑CTL和CTL的模型检验以及LTL规范的可实现性问题。另一方面，QATL/QATL的模型检验问题推广了定量问题，如能源博弈（在QATL的情况下）和能源平价博弈（在QATL的情况下）的固定初始信用问题。我们的结果是积极的，因为我们表明，泛化是不是太昂贵的复杂性。作为一个副产品，我们获得了新的结果的复杂性模型检验CTL在一个计数器的过程中，并表明，决定赢家在一个计数器的游戏与LTL的目标是2 ExpSpace完成。
2014-09-19 cs.LO
Counterexample-Preserving Reduction for Symbolic Model Checking
LTL模型检验的成本对验证公式的长度高度敏感。我们观察到，在某些特定的条件下，输入LTL公式可以减少到一个制造商到处理之前的模型检验。在我们的约简中，这两个公式不需要在逻辑上等价，但它们在模型中共享相同的反例集。在模型被象征性地表示的情况下，能够以轻量级的努力（例如，解决问题）。在本文中，我们尝试将这种技术命名为“反例保持约简”（简称CePRe），最后通过采用NuSMV对所提出的技术进行了实验评估。
2013-01-15 cs.LO
Model checking memoryful linear-time logics over one-counter automata
我们研究的复杂性的LTL与寄存器（也称为冻结LTL）和一阶逻辑的数据相等性测试在一个计数器自动机的模型检查问题。我们考虑几类一计数器自动机（主要是确定性与非确定性）和几个逻辑片段（限制寄存器或变量的数量和使用命题变量的控制位置）。逻辑能够存储计数器值，并在以后根据当前计数器值对其进行测试。我们证明了在确定性单计数器自动机上的模型检验是PSPACE完备的，具有无限和有限的接受运行。通过对非确定单计数器自动机的分析，证明了在不确定单计数器自动机上，直到算子仅限于最终算子的模型检验冻结LTL是不可判定的，即使只使用一个寄存器且不使用命题变量.作为我们证明的推论，这也适用于数据相等性测试仅限于两个变量的一阶逻辑。这使得一个事实，即一计数器自动机的几个验证问题是已知的相对较低的复杂性是可判定的，并且两个逻辑的有限可满足性是可判定的。我们的研究结果铺平了道路，模型检查记忆（线性时间）逻辑在其他类别的操作模型，如反向有界计数器机。
2010-01-18 cs.LO
Checking Temporal Properties of Presburger Counter Systems using Reachability Analysis
计数器系统是一个众所周知的和强大的建模符号，用于指定无限状态系统。在本文中，我们的目标是检查计数器系统的时间性质的问题。我们首先专注于检查活性的属性，并提出了两个半决策技术，这些属性。这两种技术都返回一个公式，该公式对满足给定活性属性的给定系统的可达状态集进行编码。我们的技术的一个新颖的方面是，他们使用的可达性分析技术，这是很好的研究，在文献中，作为黑盒，因此能够计算精确的答案，更广泛的一类系统比以前的方法相同的问题。其次，他们计算他们的结果，迭代膨胀或收缩，因此允许一个近似的解决方案，以获得在任何一点。我们的技术状态的正式属性，并提供使用标准基准的实验结果，以显示我们的方法的实用性。最后，我们提供了一种技术，检查任意CTL的时间属性，它使用上述的活性属性检查技术作为黑盒。
2017-12-15 cs.LO
Significant Diagnostic Counterexamples in Probabilistic Model Checking
提出了一种新的马尔可夫链和马尔可夫决策过程概率模型检验中的反例生成技术。反例中的（有限）路径在可能向用户提供类似调试信息的证人中被分组在一起。我们列出了五个属性，证人应该满足，以作为调试援助有用：相似性，准确性，独创性，重要性和有限性。我们的见证者包含在强连接组件之外表现相似的路径。本文展示了如何计算这些证人减少的问题，生成反例的一般属性在马尔可夫决策过程中，在几个步骤，生成反例的可达性属性在非循环马尔可夫链的简单问题。
2008-06-06 cs.LO cs.PF
Model Checking Flat Freeze LTL on One-Counter Automata
本文解决了单计数器自动机上平坦冻结线性时序逻辑模型检测的可判定性开放问题，通过归约到带参数化相等性测试的可达性问题并转化为Presburger算术证明其可判定。
2018-12-06 cs.FL cs.LO
Loop-Checking and Counter-Model Extraction for Intuitionistic Tense Logics via Nested Sequents
Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
本文提出一种新的嵌套序列证明搜索方法，用于直觉时序逻辑，支持有限反模型提取。通过引入基于同态的回路检查方法，限制了证明搜索中推导的高度。由于某些推理规则不可逆，算法构建的是称为'计算树'的广义结构，展示了如何从计算树中提取证明和反模型。
2026-03-31 cs.LO
Upper bounds for Newton's method on monotone polynomial systems, and P-time model checking of probabilistic one-counter automata
各类无穷状态递归概率系统分析和模型检验的中心计算问题（包括拟生灭过程、多类型分支过程、随机上下文无关文法、概率下推自动机和递归马尔可夫链）是{ \em终止概率}的计算，并且计算这些概率又归结为计算对应的{ \em单调多项式系统}（MPS）的方程的{ \em最小不动点}（LFP）解，表示为x=P（x）。Etessami和Yannakakis证明了牛顿方法的分解变体对于任何具有非负解的MPS单调收敛于LFP解。随后，Esparza，Kiefer和Luttenberger得到了牛顿方法对某些类型MPS的收敛速度的上界。最近，更好的上限已获得特殊类的MPS。然而，在本文之前，对于任意（不一定是强连接的）MPS，牛顿方法的收敛速度作为输入MPS的编码大小|P|的函数，x=P（x），根本没有上界。在本文中，我们提供了最坏情况下的上界，作为输入编码大小|P|和Σ> 0的函数，对于具有LFP解q^* 的任何MPS，分解牛顿法（即使有舍入）在q^* 的加性误差Σ> 0内收敛所需的迭代次数。我们的上界基本上是最优的几个重要参数。使用我们的上界，并建立在以前的工作，我们获得了第一个P-时间算法（在标准图灵计算模型）的定量模型检验，在所需的精度，离散时间QBD和（等效）概率1-计数器自动机，相对于任何（固定）ω-正则或LTL属性。
2013-04-26 cs.CC cs.LO
Rich Counter-Examples for Temporal-Epistemic Logic Model Checking
模型检验验证系统的模型是否满足给定的属性，否则会产生一个反例来解释违规。验证的性质正式表示在时间逻辑。一些时态逻辑，如CTL，是分支的：它们允许表达关于模型的整个计算树的事实，而不是每个线性计算。当处理多模态逻辑时，这个分支方面甚至更加关键，即用几个转移关系表达系统事实的逻辑。一个突出的例子是CTLK，一个逻辑，原因的时间和认知属性的多智能体系统。一般来说，模型检查器为失败的属性生成线性反例，由模型的单个计算路径组成。但是一些分支性质只能通过一个线性反例来很好地和部分地解释。本文提出了更丰富的反例结构，称为树型注释反例（TLACE），属性的限制性CTL（ARCTL），CTL量化路径的扩展限制在动作标记的模型过渡。这些反例有一个分支结构，支持更完整地描述违反属性。这些反例的元素都注释了部分属性，以便更好地理解它们的结构。这些更丰富的反例的可视化和浏览成为一个关键问题，因为对于深度嵌套的属性，分支和状态的数量可以呈指数级增长。本文形式化地定义了TLACE的结构，刻画了TLACE的充分反例。模型和失效属性，并给出了ARCTL属性的生成算法。它还用CTLK中的例子说明了这种方法，使用CTLK到ARCTL的简化。所提出的方法已经实施，首先通过扩展NuSMV模型检查器来生成和导出分支反例，其次通过提供交互式图形界面来可视化和浏览它们。
2012-02-21 cs.LO cs.MA
Model-checking Counting Temporal Logics on Flat Structures
我们研究了几个扩展的线性时间和计算树的时间逻辑与量词，允许计数经常某些属性举行。对于大多数这些扩展，模型检验问题是不可判定的，但我们表明，可判定性可以恢复考虑平坦的Kripke结构，每个状态属于最多一个简单的循环。大多数决策程序是基于（平面）计数器系统的结果，其中计数器用于实现计数运算符的评估。
2017-06-26 cs.LO
Learning Branching-Time Properties in CTL and ATL via Constraint Solving
本文研究从Kripke结构和并发博弈结构样本中学习CTL与ATL公式的问题，通过将学习问题编码为可满足性问题并结合不动点模型检测算法进行符号化求解，并在Python原型中验证了方法的有效性。
2024-06-28 cs.LO
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
Counter Attack on Byzantine Generals: Parameterized Model Checking of Fault-tolerant Distributed Algorithms
我们介绍了一种用于容错分布式算法（FTDA）的自动参数化验证方法。FTDA由进程数和假定的拜占庭故障进程的最大数目参数化。在我们的技术的中心是一个参数区间抽象（PIA）的区间边界是参数的算术表达式。使用PIA的数据抽象和一种新形式的计数器抽象，我们减少了参数化的问题，有限状态模型检验。我们证明了我们的方法的实际可行性，通过验证Srikanth和Toueg著名的分布式算法的几个变种。我们的半决策程序的补充和动机的不可判定性证明FTDA验证，即使在没有进程间通信。据我们所知，这是第一篇实现拜占庭FTDA参数化自动验证的论文。
2013-02-03 cs.DC cs.LO
Model Checking Constraint LTL over Trees
约束自动机是Büchi自动机的一种改进，它处理来自某种关系结构S的数据字。这样一个自动机的每一个转换都带有S的关系的约束。只有当当前和下一个数据值满足转换的所有约束时，才能触发转换。这些自动机已被用于设置，其中S是一个线性顺序，以确定约束LTL的约束S。在本文中，S是无限分枝的无限阶树T。给出了T-约束自动机空性的PSPACE算法。这一结果暗示了T上约束LTL的可满足性和模型检验问题的PSPACE完备性。
2015-04-23 cs.LO
Beyond Language Equivalence on Visibly Pushdown Automata
我们研究了（双）模拟类的前序/等价性检查的类可见下推自动机及其自然子类可见BPA（基本进程代数）和可见一计数器自动机。我们描述了通用的方法来证明复杂性的上限和下限的一些研究前序和等价物，如模拟，完成模拟，准备模拟，2嵌套模拟前序/等价物和互模拟等价。我们的主要结果是，所有提到的等价和前序是EXPTIME-完全的可见下推自动机，PSPACE-完全的可见一计数器自动机和P-完全的可见BPA。我们的PSPACE下界明显的一计数器自动机也提高了以前已知的DP-硬度结果为普通的一计数器自动机和一计数器网。最后，我们研究了可见下推自动机的正则性检验问题，证明了它们可以在多项式时间内判定。
2009-01-26 cs.CC cs.LO
Computational Complexity of Model-Checking Quantum Pushdown Systems
本文研究了量子栈系统模型检查的计算复杂性，证明了量子栈系统在特定逻辑下的可判定性，并展示了其NP难性。
2026-08-10 cs.CC cs.LO
Model-Checking Process Equivalences
过程等价是一种形式化的方法，它将程序和系统联系起来，这些程序和系统在非正式的情况下以相同的方式运行。由于没有唯一的概念，这意味着两个动态系统显示相同的行为有大量的形式过程等价，从互模拟跟踪等价，分类在线性时间分支时间谱。我们提出了一个逻辑框架的基础上表达模态不动点逻辑，它是能够定义许多过程等价关系：对于每个这样的等价有一个固定的公式，这是满足一对过程，当且仅当他们是等价的，就这个关系。我们解释了如何做模型检验，甚至象征性地，这个逻辑的一个重要片段，捕捉许多过程的等价。这允许将模型检验技术用于过程等价性检验。我们展示了如何部分评估可以用来获得决策程序的通用模型检验计划的过程等价。
2012-10-09 cs.LO
Graded CTL Model Checking for Test Generation
最近，有一个很大的关注，从科学界对使用的模型检查技术作为一种工具，用于测试生成在仿真领域。本文旨在提供一个有用的手段，以获得更多的见解沿着这些路线。通过应用最近的研究成果在该领域的分级时序逻辑，我们提出了一个新的高效的模型检测算法分层有限状态机（HSM），一个建立良好的符号长期和广泛用于表示分层模型的离散系统。对使用分级时态逻辑表达的规范执行模型检查具有在唯一运行中返回更多反例的特性。我们认为这可以大大提高自动获取测试用例的效率。特别是，我们验证了两种不同的模型的HSM对分支时间的时间属性。
2011-11-09 cs.FL cs.LO
Model Checking for a Class of Weighted Automata
在过去的十年中，已经提出了大量不同的模型检验方法。不同的方法适用于不同的模型类型，包括不定时，定时，概率和随机模型。本文提出了一种新的模型检验技术框架，其中包括一些已知的方法，但扩大了可将模型检验应用于一般加权自动机类的模型类别。该方法允许一个简单的适应模型检验的模型，尚未考虑为此目的。可以应用模型检验的那些新模型类型的例子是max/plus或min/plus自动机，它们是描述不同形式的动态系统和优化问题的良好建立的模型。在这种情况下，模型检验可用于验证系统的时间或定量属性。本文首先简要介绍了我们的类加权自动机，作为一个非常一般的模型类型。然后给出了值计算树逻辑（CTL）的$) is introduced as a natural extension of the well known branching time logic CTL. Afterwards, algorithms to check a weighted automaton according to a CTL$公式。最后，给出了加权自动机和CTL$的互模拟。
2003-04-15 cs.LO
Path Checking for MTL and TPTL over Data Words
本文研究了数据词上MTL与TPTL的路径检查问题，依据寄存器数量和约束编码方式给出完整复杂度分析，证明MTL为P完全、TPTL为PSPACE完全，并得出单计数器机器模型检查的精确复杂度。
2017-09-01 cs.LO
Checking Continuous Stochastic Logic against Quantum Continuous-Time Markov Chains
East China Normal University（华东师范大学）；Shanghai Qi Zhi Institute（上海人工智能实验室）；Leiden University（莱顿大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Institute of Software, Chinese Academy of Sciences（中国科学院软件研究所）；Shanghai University of Finance and Economics（上海财经大学）；Stony Brook University（石溪大学）
本文针对量子连续时间马尔可夫链，提出结合代数与数值方法的连续随机逻辑模型检验方案，确立了CSL的可判定性并保证计算效率，还给出示例演示方法应用。
2025-11-10 cs.LO
Algorithmic metatheorems for decidable LTL model checking over infinite systems
通过算法元定理的模型检验问题P在无限状态系统，我们的意思是通用的结果，可以用来推断的可判定性（可能的复杂性）的P不仅在一个特定的类的无限系统，但在一个大家庭的类的无限系统。这样的结果通常开始于一个强大的形式主义的无限状态系统，其中P是不可判定的，并断言可判定时，通过一个额外的“语义条件”C的限制。我们证明了各种算法的元定理的问题的模型检验LTL和它的两个共同的片段LTL（Fs，Gs）和LTLdet的表达类的字/树自动转换系统，这是由有限的字和树上操作的同步有限状态转换器。我们提出了许多应用程序，在那里我们得到（以统一的方式）模型检验LTL及其片段在特定类别的无限状态系统上的许多已知和先前未知的可判定性和复杂性结果，包括下推系统;前缀可识别系统;具有离散时钟和自由计数器的反向有界计数器系统;具有有界数目的上下文切换的并发下推系统; Petri网的各种子类;弱扩展PA过程;和弱扩展地树重写系统。在所有情况下，我们都能够得到最优（或接近最优）的复杂度。最后，我们查明的确切位置在算法和分析层次的问题，检查相关的语义条件和LTL模型检验问题在所有字/树自动系统。
2009-10-26 cs.LO
Correct and Efficient Antichain Algorithms for Refinement Checking
本文针对Wang等人基于反链的精化检查算法中存在的健全性和性能问题，提出新的正确反链算法，实验证明其在运行时间和内存上更优，且可通过发散保持分支互模拟最小化进一步提升性能。
2021-01-28 cs.LO
SMT-based Model Checking for Recursive Programs
提出了一种基于SMT的递归程序安全性验证的符号模型检验算法。该算法是模块化的，并单独分析程序。与其他基于SMT的方法不同，它既保持了程序摘要的“过度近似”，也保持了程序摘要的“欠近似”。欠近似用于分析过程调用，而无需内联。过近似用于阻止不可行的反例和检测收敛到一个证明。我们表明，程序和属性的可判定理论，该算法是保证找到一个反例，如果存在的。然而，效率依赖于用于量词消去（QE）的预言。对于布尔程序，该算法是一个多项式决策过程，匹配最佳BDD算法的最坏情况的界限。对于线性算术（整数和有理数），我们通过“懒惰地”应用QE给出了算法的有效实例。我们使用现有的插值技术来过度近似QE，并引入“基于模型的投影”来欠近似QE。在SV-COMP基准测试上的实验结果表明，该算法在最新水平上有了显著的改进。
2014-05-25 cs.LO
Reasoning with Data-Centric Business Processes
我们描述了一种方法，以数据为中心的业务流程建模和推理，并提出了一种形式的一般模型检验。我们的技术扩展了现有的方法，这些方法只从具体的初始状态探索系统。具体来说，我们的业务流程模型的较小的片段，其可能的相互作用的约束下，一阶逻辑公式。反过来，流程片段是用修改数据的指令注释的连接图。关于数据相对于过程的演化的正确性属性可以在一阶分支时间逻辑中在内置理论上陈述，例如线性整数算术，记录和数组。当给定一个具体的初始状态时，在这种逻辑上解决一般的模型检验问题要比模型检验困难得多。为此，我们提出了一个Tableau程序，减少这些模型检验问题的一阶逻辑算术。由此产生的证明义务传递给适当的“现成的”定理证明。我们还详细介绍了我们的建模方法，描述了推理组件和第一次实验报告。
2012-07-10 cs.LO
Type-checking Liveness for Collaborative Processes with Bounded and Unbounded Recursion
我们提出了第一个会话类型系统，保证可能非终止通信进程的请求-响应活性属性。这些类型用一组所需的响应来扩充标准二进制会话类型的分支和选择类型，这表明每当选择特定标签时，最终也必须选择一组其他标签，即其响应。我们证明，这些扩展类型是严格的表达比标准的会话类型。我们提供了一个类型系统的过程演算类似于一个子集的内部（基于数据）和外部（基于事件）分支，消息传递，有界和无界循环的协作BPMN流程。我们证明了这个类型系统是合理的，即，它保证了无死锁进程的请求-响应活性。我们在一个无限状态系统的具体例子上说明了微积分和类型系统的使用。
2016-01-05 cs.LO
Debugging of Markov Decision Processes (MDPs) Models
在模型检验中，反例被认为是一种有价值的调试工具。在概率模型检验（PMC）中，反例的生成具有定量的特点. PMC中的反例是一组路径，其中路径公式成立，并且它们的累积概率质量违反概率阈值。然而，理解反例并不是一件容易的事情。在本文中，我们解决的任务，反例分析马尔可夫决策过程（MDP）。我们提出了一个辅助诊断方法的基础上的因果关系，责任和责备的概念概率反例。给定一个不适用于MDP模型的概率CTL（PCTL）公式的反例，此方法将引导用户找到导致违规的模型的最相关部分。
2016-08-29 cs.LO cs.SE
Parameterized Verification of Asynchronous Round-Based Distributed Algorithms via Reduction to Finite-Counter Systems
Univ Rennes, Inria, CNRS, IRISA（雷恩大学、法国国家信息与自动化研究所、法国国家科学研究中心、IRISA）；The University of Sydney（悉尼大学）
针对无限状态异步轮次分布式算法，提出归约到有限计数器系统的参数化验证方法，并证明其完备性，通过nuXmv验证了共识与领导者选举算法。
2026-06-29 cs.FL cs.LO
A Polynomial Time Algorithm for Deciding Branching Bisimilarity on Totally Normed BPA
赋范BPA上的强双相似是多项式时间可判定的，而完全赋范BPA上的弱双相似是NP-困难的。很自然地会问，全赋范BPA上分支双相似性的计算复杂性在哪里。本文证明了该问题是多项式时间可判定的。据我们所知，在存在无声转移的情况下，这是第一个在多项式时间内运行的无限状态系统上的双相似性检查算法。该结果发现了一个实例，其中分支双相似性和弱双相似性都是可判定的，但属于不同的复杂性类别（除非NP=P），这是以前未知的。该算法采用分区细化方法，最终实现可以被认为是Czerwienski和Lasota以前的算法的推广。然而，出乎意料的是，该算法的正确性不能直接从以前的工作推广，正确性证明原来是微妙的。证明依赖于存在一个精心定义的细化操作适合我们的算法和精心开发的技术，这是从以前的作品完全不同的建议。
2014-11-15 cs.LO
New results on pushdown module checking with imperfect information
开放下推系统的模型检验标准分支时态逻辑（下推模块检查或PMC）最近在文献中被研究，在具有关于系统的完美和不完美信息的环境的上下文中（在最后一种情况下，环境仅具有系统的控制状态和栈内容的部分视图）。对于标准CTL，不完全信息下的PMC是不可判定的。如果堆栈内容被假设为可见的，那么问题是可判定的，并且是2EXPTIME完全的（将PMC的复杂性与CTL的完美信息相匹配）。限制在堆栈内容的深度可见的情况下，具有针对CTL的不完全信息的PMC的可判定性状态是开放的。在本文中，我们表明，与此限制，PMC与不完美的信息对CTL仍然不可判定。另一方面，我们个性化一个有趣的子类OPDS与可见的堆栈内容深度，使PMC与不完善的信息对CTL的存在片段是可判定的，并在2EXPTIME。此外，我们表明，PMC的程序复杂性与不完美的信息和可见的堆栈内容对CTL是2EXPTIME完全的（因此，指数比PMC的程序复杂性与完美的信息，这是已知的EXPTIME完全）。
2011-06-07 cs.LO
Bounded Model Checking of an MITL Fragment for Timed Automata
时间自动机（TA）是一种常见的建模时间系统的形式。有界模型检验（BMC）是一种使用SAT或SMT求解器搜索违反属性的运行的验证方法。MITL是线性时间逻辑LTL的实时扩展。最初，MITL被定义为非重叠时间间隔的轨迹，而不是“超密集”时间轨迹，允许时间间隔重叠在单个点上，这些点被当今常见的时间自动机语义所采用。在本文中，我们扩展的MITL片段的语义超密集的时间轨迹，并设计了一个有界的模型检验编码的片段。我们证明了正确性和完整性的意义上说，使用一个足够大的范围内的反例，任何给定的非控股property.We可以找到实现建议的有界模型检验方法和实验研究的效率和可扩展性的实现。
2013-04-26 cs.LO
Bug Hunting By Computing Range Reduction
我们描述了一种模型检验的方法，称为计算范围缩减（CRR）。CRR方法基于子句的推导，该子句以至少保留一个反例（如果有的话）的方式减少可达状态的迹集。这些子句是通过称为部分量词消去（PQE）的技术导出的。给定一个数n，CRR方法找到一个长度小于或等于n的反例，或者证明这样的反例不存在。我们的实验表明，我们开发的PQE求解器可以有效地应用于现实的基准转换关系的约束条款的推导。CRR方法最吸引人的特征之一是它可以找到长反例。在这个领域，它可以击败模型检查器计算可达状态（或它们的近似值，如IC3）或基于SAT的有界模型检验方法。PQE不能有效地模拟SAT求解器。这一点很重要，因为当前模型检验的研究主要是基于SAT的算法。CRR方法提醒人们不要把所有鸡蛋放在一个篮子里。
2014-10-11 cs.LO
CTL* model checking for data-aware dynamic systems with arithmetic
复杂动态系统的分析是形式化方法和人工智能的核心研究课题，系统与数据的组合建模在业务流程管理等应用中越来越重要。此外，流程挖掘技术现在被用来自动地从事件数据中挖掘流程模型，通常没有正确性保证。因此，需要验证技术的线性和分支时间属性，以确保所需的行为。在这里，我们考虑数据感知的动态系统与算术（DDSAs），这构成了一个简洁的，但表达形式主义的过渡系统与线性算术后卫。我们提出了一个CTL* 模型检验程序DDSAs依赖于一个有限状态的抽象，通过一组公式，捕捉变量配置。线性时间验证被证明是可判定的，在特定类别的DDSAs的约束语言或控制流被适当地限制。我们调查了几个这些限制的情况下，CTL*，积极和消极的结果：CTL* 验证被证明是可判定的单调性和整数周期性约束系统，但不可判定的反馈自由和有界回看系统。为了证明我们的方法的可行性，我们实现了它在基于SMT的原型ADA，显示出许多实际的业务流程模型可以有效地分析。
2022-05-18 cs.LO
Lattice-Theoretic Progress Measures and Coalgebraic Model Checking (with Appendices)
在一般形式化验证和特别是模型检验的背景下，奇偶博弈充当了强大的工具：许多问题被编码为奇偶博弈，然后由Jurdzinski的开创性算法解决。在本文中，我们确定了这个工作流的本质是进度测量的概念，并将其形式化的一般，可能是无限的，格理论的条款。我们对进度度量的看法是，它们对于嵌套/交替不动点的作用就像不变量对于安全/最大不动点的作用，以及排序函数对于活性/最小不动点的作用。也就是说，进度度量是后两个概念（不变量和排名函数）的组合，这两个概念在（程序）验证的背景下得到了广泛的研究。然后，我们将我们的理论的进展措施，一般的模型检查框架，系统被分类为余代数。该框架的理论鲁棒性是见证了从分支时间设置的线性时间的平滑转移。虽然该框架可以用来获得一些决策程序的有限设置，我们也希望拟议的框架，形成一个基础，一些不可判定/无穷大的问题，健全的证明方法。
2016-01-09 cs.LO cs.PL
MGHyper: Checking Satisfiability of HyperLTL Formulas Beyond the $\exists^*\forall^*$ Fragment
超属性是指多个计算轨迹的属性。这包括许多信息流安全策略，如观察确定性，（广义）不干扰和非推理，以及其他系统属性，如对称性或汉明距离。我们介绍MGHyper，一个自动可满足性检查和模型生成的HyperLTL表示的超属性的工具。与以往的可满足性检查器不同，MGHyper不局限于HyperLTL的可判定$\exists^* \forall^*$片段，而是为全逻辑提供了一个半判定过程。MGHyper的一个重要应用是自动检查不同超性质（以及同一超性质的不同形式化）之间的等价性，并构建反例来反驳某个声称的含义。我们描述了在MGHyper中实现的半决策过程，并报告了从文献中获得的典型超性质和随机生成的HyperLTL公式的实验结果。
2019-03-26 cs.LO
Model Checking Probabilistic Real-Time Properties for Service-Oriented Systems with Service Level Agreements
服务质量属性的保证是面向服务的软件工程的一个重要方面。所谓的服务级别协议（SLA）的表示法，例如Web服务级别协议（WSLA）语言，提供了正式的语法来指定服务提供商和客户之间的（具有法律约束力的）合同方面的此类保证。另一方面，用于验证概率实时的【形】行为的形式化方法已经达到了一定的表达能力和效率水平，可以将其应用于现实世界的场景中。本文建议采用最近引入的区间概率时间自动机（IPTA）模型来对面向服务系统的QoS属性进行形式化验证。具体来说，我们表明，IPTA与概率时间自动机（PTA）相比，能够直接捕获SLA中指定的保证。IPTA分析中的一个特殊挑战是，它们的朴素语义通常会产生无限的状态集和无限分支的转换。然而，使用符号表示，IPTA可以进行分析，而有效。我们已经开发了第一个实现的IPTA模型检查器扩展的PRISM工具，并表明，模型检验IPTA是只稍微贵于模型检验可比PTA。
2011-11-14 cs.LO cs.PF cs.SE
Extended Computation Tree Logic
我们介绍了一个通用的扩展流行的分支时间逻辑CTL细化的时间，直到和释放操作符与形式语言。例如，语言可以确定沿着路径的时刻，直到属性可以被满足。我们考虑几类语言导致逻辑具有不同的表达能力和复杂性，其重要性是出于他们的使用模型检验，合成，抽象解释等，我们表明，即使上下文无关的语言，直到操作逻辑仍然允许多项式时间模型检查，尽管显着增加的表达能力。这使得该逻辑在验证中的应用成为一个有希望的候选者。此外，我们分析了可满足性的复杂性，并比较了这些逻辑的表达能力CTL* 和PDL的扩展。
2010-06-18 cs.LO
Trees over Infinite Structures and Path Logics with Synchronization
我们提供了无限树结构的模型检测问题的可判定性和不可判定性的结果。这些树结构由无限关系结构的元素序列构建。更准确地说，我们处理的关系结构M的树迭代在Shelah-Stupp的意义。与经典的MSO逻辑模型检验可判定的结果相反，我们证明了只允许路径量词和链量词的逻辑树模型检验问题的可判定性（其中链是路径的子集），因为它们出现在分支时间逻辑中;然而，同时树被等层关系丰富（如果顶点u、v在相同的树层上，则在顶点u、v之间保持）。我们将树逻辑与用于表达底层结构M的属性的逻辑干净地分离。我们说明的范围内的可判定性的结果表明，两个轻微的扩展框架导致不可判定性。特别地，这适用于Muchnik-Walukiewicz意义上的（更强的）树迭代。
2011-11-14 cs.LO
Taming Past LTL and Flat Counter Systems
平面计数器系统的可达性和LTL模型检测问题是已知的可判定的，但可达性问题可以用NP表示，后一个问题的最著名的复杂性上限是由几个指数组成的塔。在这里，我们表明，这个问题是NP完全的，即使LTL承认过去的时间运营商和计数器上的算术约束。实际上，NP上界是通过适当地结合过去LTL的一个新的口吃定理和无量词Presburger公式的小整数解的性质而得到的。其他复杂性的结果证明，例如限制类的平面计数器系统。
2013-02-08 cs.LO
Trace Inclusion for One-Counter Nets Revisited
单计数器网络（OCN）由一个不确定的有限控制和一个不能完全测试为零的整数计数器组成。它们形成了单计数器自动机（允许零测试）和Petri网/VASS（允许多个弱计数器）的自然子类。迹包含问题最近已被证明是不可判定的OCN。在本文中，我们比较了两个自然的限制，这意味着可判定性的复杂性。首先，我们证明了OCN和确定性OCN之间的迹包含是NL完全的，即使使用任意二进制编码的初始计数器值作为输入的一部分。其次，我们证明了非确定OCN的迹普适性问题的Ackermann完备性。这个问题等价于检查一个有限进程和一个OCN进程之间的迹包含。
2015-04-19 cs.LO
A Polynomial-Time Algorithm for Reachability in Branching VASS in Dimension One
分支VASS（BVASS）通过允许在两个控制状态之间非确定性地分配计数器值的特殊分支转换来概括具有状态的向量加法系统。因此，BVASS的运行成为一棵树，可达性决定给定的配置是否是可达性树的根。本文证明了BVASS在一维上可达性的P-完全性，这是迄今为止已知的BVASS子类中可达性的第一个可判定性结果。此外，我们还证明了BVASS在一维上的可覆盖性和有界性也是P-完全的。
2016-05-06 cs.FL cs.LO
Fault Localization in Multi-Threaded C Programs using Bounded Model Checking (extended version)
软件调试是一个非常耗时的过程，对于多线程程序来说，由于线程调度算法的不确定性行为，这一过程甚至更糟。然而，如果使用自动方法来定位故障，则可以大大减少调试时间。在这项研究中，提出了一种新的方法，故障定位，在多线程的C程序。它将多线程程序转换为相应的顺序程序，然后使用适合于这类程序的故障诊断方法，以定位故障。代码转换是用来自反例的规则和上下文切换信息实现的，反例通常由有界模型检查器生成。实验结果表明，该方法是有效的，在这样一种方式，顺序故障定位方法可以扩展到多线程程序。
2015-09-08 cs.LO cs.SE
The Complexity of Flat Freeze LTL
本文研究单计数器自动机上平坦冻结LTL的模型检验问题，证明其NEXPTIME完全，并通过交替双向自动机模拟实现NP可达性算法，同时为参数定时自动机可达性提供新证明。
2019-10-15 cs.FL cs.LO
BPPChecker: An SMT-based Model Checker on Basic Parallel Processes(Full Version)
并发程序的程序验证是一个很大的挑战，由于一般的不可判定的结果。Petri网及其扩展在大多数工作中使用。然而，现有的基于Petri网的验证器很难是完整的和有效的。基本并行进程（BPP）作为Petri网的一个子类，可以作为描述和验证并发程序的模型，具有较低的复杂度。我们提出并实现了BPP的，第一个模型检查器，用于验证一个子类的CTL BPP。针对BPP的模型检验问题，提出了基于约束的算法，并用SMT求解器Z3处理公式。对于EF算子，我们将EF公式的模型检验归结为存在Presburger公式的可满足性问题。对于EG算子，我们给出了k步有界语义，并将EG公式的模型检验问题归结为线性整数运算的可满足性问题。此外，我们给演员通信系统（ACS）的过近似BPP的语义和评估BPP的演员通信系统从真正的Erlang程序生成。实验结果表明，BPPPERT在一系列Erlang程序的分支时间属性验证问题上比现有工具有更高的效率。
2021-10-25 cs.FL cs.LO
