A small-step approach to multi-trace checking against interactions
交互模型描述了分布式系统中不同组件之间的消息交换。我们之前已经为交互模型定义了一个小步骤操作语义。本文扩展了这项工作，提出了一种方法来检查多痕迹对相互作用模型的有效性。多跟踪是跟踪（发射和接收的序列）的集合，每个跟踪表示分布式系统的相同全局执行的本地视图。我们已经正式证明了我们的方法，研究了它的复杂性，并在原型工具中实现了它。最后，我们讨论了通过多迹分析测试分布式系统时的一些可观测性问题。
2020-09-25 cs.FL cs.LO
Monitoring and Verification of Multitenant Kubernetes Clusters using TLA+ Trace Checking
Faculty of Informatics West University Timi s oara Romania
本文提出一种基于TLA+轨迹检查的监控工具，可从Kubernetes审计日志推断行为并检测多租户等违规，将形式化推理融入实时Kubernetes环境以提升监控与正确性检查效果。
2026-09-28 cs.DC cs.LO
Forward Analysis and Model Checking for Trace Bounded WSTS
我们研究了良结构变迁系统（WSTS）的一个子类，即Ginsburg和Spanier（trans. AMS 1964）意义下的有界完全确定性系统，我们认为它为Finkel和Goubault-Larrecq（Logic. Meth. Comput. Sci. 2012年）。事实上，我们证明，不同于其他条件考虑以前终止的前向分析，有界性是可判定的。有界性被证明是一个有价值的限制WSTS验证，因为我们表明，它进一步允许决定所有的$ω$ -经常属性的无限的痕迹的系统。
2016-03-04 cs.LO
Active Learning of Abstract System Models from Traces using Model Checking [Extended]
我们提出了一种新的主动模型学习方法来生成抽象的系统实现，有限状态自动机（FSA），从执行轨迹。给定一个实现和一组可观察的系统变量，生成的自动机承认给定变量上的所有系统行为，并以保持实现的不变量的形式提供有用的见解。为了实现这一点，所提出的方法使用一个可插拔的模型学习组件，可以从一组给定的跟踪生成FSA。然后从正在构建的FSA中提取编码完整性假设的条件，并使用软件模型检验通过检查其真值来评估其完整性程度。这会生成新的轨迹，以表达任何缺失的行为。新的跟踪数据用于迭代地细化抽象，直到所有系统行为都被学习的抽象所接受。为了评估这种方法，我们逆向工程一组公开的Simulink Stateflow模型，从他们的C实现。
2021-12-11 cs.FL cs.LO
Causality-based Model Checking
模型检验通常基于状态空间的全面遍历。基于因果关系的模型检验是一种完全不同的方法，它分析程序中的因果关系。我们给出了一个概述一类新的模型检验算法，捕获的因果关系，在一个特殊的数据结构称为并发轨迹。并发跟踪标识执行历史中的关键事件，并通过它们的因果关系将它们联系起来。模型检查器构建一个并发跟踪表，其中案例分割表示对假设错误的不同因果解释。基于容差的模型检验已在ARCTOR工具中实现，并应用于以前难以处理的多线程基准测试。
2017-10-10 cs.LO cs.PL
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
Tracy, Traces, and Transducers: Computable Counterexamples and Explanations for HyperLTL Model-Checking
针对HyperLTL模型检测仅提供二元结果的问题，提出基于Skolem函数的两种反例与解释范式，分别实现完备性（限最终周期轨迹）和通用性（图灵机可计算函数），并证明相关可判定性且能计算转换器。
2024-11-26 cs.FL cs.LO
Proving Safety with Trace Automata and Bounded Model Checking
循环欠近似是一种技术，它通过额外的分支来丰富C程序，这些分支代表了（有限的）循环迭代范围的效果。虽然这种技术可以显著地加速错误的检测，但它引入了冗余的执行跟踪，这可能使程序的验证复杂化。这对于基于有界模型检验的验证工具尤其如此，该工具结合了简化的算法来确定是否已经考虑了循环的所有可行迭代。我们提出了一种技术，使用\emph{trace automata}，以消除执行循环加速后的冗余执行。该方法减小了分析下的程序的直径，这在某些情况下足以允许使用有界模型检验的安全性证明。我们的转换是精确的-它不会引入假阳性，也不会掩盖任何错误。我们已经实现了分析作为一个源到源的转换，并提出了实验结果显示该技术的适用性。
2014-10-21 cs.FL cs.LO cs.PL
Model Checking HyperRecHML is Decidable
Aalborg University（奥尔堡大学）
本文证明了时序超逻辑HyperRecHML的模型检测可判定，通过将其公式归约为正规形式并提出对应自动机算法，该算法复杂度与同类超逻辑相当。
2026-10-16 cs.FL cs.LO
Interpretable Early Failure Detection via Machine Learning and Trace Checking-based Monitoring
University of Udine, Italy（乌迪内大学）
针对监控技术中确定性自动机复杂度高的问题，提出将STL纯过去（共）安全片段监控简化为轨迹检查的方法，构建GPU加速的遗传编程学习框架，实现可解释早期故障检测，关键性能指标提升2-10%。
2025-08-25 cs.AI cs.FL cs.LG
Model Checking Quantitative Hyperproperties
超性质是计算迹集的性质。在本文中，我们研究了定量超性质，我们定义为超性质，表示在一定的关系可能出现的迹的数量上的界限。例如，定量非干扰限制了通过系统的可观察输出泄露的关于某些秘密输入的信息量。因此，定量非干扰限制了具有相同可观察输入但不同可观察输出的迹线的数量。我们研究的设置HyperLTL，超性质的时间逻辑的定量超性质。我们表明，虽然定量超性能可以表示在HyperLTL，运行时间的HyperLTL模型检验算法是，根据属性的类型，指数，甚至双指数的定量界。我们改进了这种复杂性与一个新的模型检验算法的基础上模型计数。新算法只需要对数空间的界限，因此，根据属性，指数甚至双指数超过模型检验算法的HyperLTL。在最坏的情况下，新算法需要多项式空间的系统的大小。我们的最大#SAT为基础的原型实现表明，然而，计数方法是可行的系统与非平凡的定量信息流的要求，如密码检查。
2019-05-31 cs.LO
Model Checking Time Window Temporal Logic for Hyperproperties
University of Missouri-Columbia（密苏里大学哥伦比亚分校）；University of Dayton（代顿大学）
本文提出 HyperTWTL 形式化体系及其同步/异步语义，用于表达多执行迹超性质，并给出通过归约到 TWTL 的模型检测算法，以验证机器人应用中的信息流安全与并发性质。
2023-08-10 cs.FL cs.LO cs.RO
Parametric Interval Temporal Logic over Infinite Words
Halpern和Shoham的区间时序逻辑HS的模型检验最近已被系统地研究，它是已知的三个不同的语义下可判定。在这里，我们专注于基于轨迹的语义，其中给定（有限）Kripke结构的无限执行路径（轨迹）是主要的语义实体。在这种情况下，迹的每个有限中缀都被解释为一个区间，一个命题在区间上成立当且仅当它在每个分量状态上成立（齐性假设）。在本文中，我们介绍了一个量化的扩展HS的痕迹，称为参数HS（PHS）。新的逻辑允许表达的间隔的持续时间（长度）的参数定时约束。我们表明，检查存在的参数估值的Kripke结构满足PHS公式（模型检验），或PHS公式承认一个跟踪作为模型下的同质性假设（可满足性）是可判定的。此外，我们确定了PHS的一个片段，其中包括参数LTL和模型检验和满足性被证明是EXPSPACE完成。
2022-09-21 cs.LO
Model Checking Strategies from Synthesis Over Finite Traces
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；University of Liverpool（利物浦大学）；Runtime Verification（运行时验证公司）；Rice University（莱斯大学）
本文研究了LTLf模型检测，发现非终止转换器的检测比终止转换器指数级更难（EXPSPACE完全 vs PSPACE完全），建议LTLf合成工具优先合成终止转换器以提升验证可行性。
2023-07-30 cs.AI cs.FL cs.LO
Efficient Loop Conditions for Bounded Model Checking Hyperproperties
有界模型检验（BMC）是一种通过增量式地探索系统状态空间来发现缺陷的有效技术。为了通过有限的结构推理无限的轨迹并最终获得完整性，BMC结合了重新访问先前观察到的状态的循环条件。本文着重于开发循环条件BMC的HyperLTL-时间逻辑的hyperproperties，允许表达重要的政策，在并发系统的安全性和一致性，等等。循环条件HyperLTL比LTL更复杂，因为不同的轨迹可能会不一致地在不相关的时刻循环。HyperLTL的现有BMC方法仅考虑线性展开，而没有任何循环能力，这排除了找到小的无限迹线和获得完整的技术。我们调查循环条件HyperLTL BMC，其中HyperLTL公式可以包含多达一个量词交替。我们首先提出了一个一般的完全自动机为基础的技术，这是基于最大展开的界限。然后，我们引入替代的基于模拟的算法，允许有效地利用短循环，生成SAT查询，其满足性保证了原始模型检验问题的结果。我们还报告了使用Z3 py的BMC技术的原型实现的经验评估。
2023-01-26 cs.LO
A Temporal Logic for Asynchronous Hyperproperties
超性质是计算系统的性质，其需要多于一个迹来评估，例如，许多信息流安全性和并发性要求。在跟踪属性定义一组跟踪的情况下，超属性定义一组多组跟踪。时态逻辑HyperLTL和HyperCTL* 已经被提出来表达超属性。然而，它们的语义是同步的，因为所有跟踪都以相同的速度进行，并在相同的位置进行评估。这就排除了使用这些逻辑来分析其轨迹可以以不同速度进行的系统，并允许不同的轨迹独立地采取断续步骤。为了解决这个问题，在本文中，我们提出了一个异步变体的HyperLTL。在消极的一面，我们表明，这种变体的模型检查问题是不可判定的。在积极的一面，我们确定了一个可判定的片段，其中涵盖了丰富的公式与实际应用。我们还提出了两个模型检测算法，减少我们的问题的同步语义的HyperLTL模型检测问题。
2021-04-28 cs.LO
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
Probabilistic Trace Alignment
对齐提供了复杂的诊断，可以精确定位跟踪中与流程模型及其严重性相关的偏差。然而，基于跟踪对齐的方法使用清晰的过程模型作为参考，最近的概率一致性检查方法检查事件日志相对于随机过程模型的一致性程度，而不是找到跟踪对齐。在本文中，我们第一次提供了一个一致性检查方法的基础上跟踪对齐使用随机工作流网。从概念上讲，这需要处理两个可能的对比力，一方面是对齐的成本，另一方面是计算对齐的模型迹线的可能性。
2021-07-08 cs.DB cs.LO
Automata-less Monitoring via Trace-Checking (Extended Version)
Department of Mathematics, Computer Science and Physics University of Udine（乌迪内大学数学、计算机与物理系）
针对运行时验证中DFA监控器双指数爆炸问题，提出基于内蕴安全/共安全公式的迹检查监控方法，复杂度为多项式级，并明确了LTL和LTLf中识别这类公式的复杂度。
2025-11-14 cs.FL cs.LO
Stateless Model Checking for TSO and PSO
我们提出了一种技术，有效的无状态模型检验的程序下执行的宽松的内存模型TSO和PSO。我们的技术的基础是TSO和PSO下的执行的一种新的表示，称为时序跟踪。时序跟踪诱导放松内存执行的偏序关系，通过共享变量捕获表示交互所需的依赖关系。它们是最优的，因为它们只区分在Shasha和Snir广泛使用的表示下不等价的计算。这允许最优动态偏序约简算法探索最小数量的执行，同时仍然保证完全覆盖。我们应用我们的技术来检查，TSO和PSO内存模型下，LLVM汇编产生的C/pthreads程序。我们的实验表明，我们的技术减少了验证工作放松内存模型几乎是标准模型的顺序一致性。在许多情况下，我们的实现明显优于其他可比工具。
2015-01-09 cs.LO
Asynchronous Extensions of HyperLTL
超属性是一种现代规范范式，它扩展了跟踪属性以表达跟踪集的属性。在文献中研究的超属性的时态逻辑，包括HyperLTL，假设一个同步的语义和享受可判定的模型检验问题。在本文中，我们介绍了两个异步和正交扩展的HyperLTL，即口吃HyperLTL（HyperLTLS）和上下文HyperLTL（HyperLTLC）。这两个扩展都很有用，例如，制定信息流安全属性的异步变体。我们表明，对于这些逻辑，模型检验一般是不可判定的。在积极的一面，对于他们中的每一个，我们确定了一个片段与可判定的模型检验，包括HyperLTL，可以表达有意义的异步需求。此外，我们提供了确切的计算复杂性的模型检验这两个片段，HyperLTLS片段，符合严格的表达逻辑HyperLTL。
2021-04-26 cs.LO
Linear-time Temporal Logic with Team Semantics: Expressivity and Complexity
研究了具有团队语义的模型检验线性时态逻辑（TeamLTL）的表达性和复杂性。TeamLTL，尽管是一个纯粹的模态逻辑，但能够定义超属性，即，与多个执行跟踪相关的属性。TeamLTL最近才被引入，关于它的表达能力和模型检验问题，只有很少的结果是已知的。我们将TeamLTL的表达性与通过用迹和命题量词（HyperLTL和HyperQPTL）扩展LTL获得的超性质的逻辑联系起来。通过这样做，我们得到了一些模型检验的TeamLTL结果，并确定其不可判定性边界。特别是，我们证明了任何向下封闭的TeamLTL扩展的所谓的左平坦片段的模型检验的可判定性。此外，我们建立了具有布尔析取和包含原子的TeamLTL的模型检验问题是不可判定的。
2021-11-23 cs.CC cs.LO
A No-go Theorem for Coalgebraic Product Construction
Research Institute for Mathematical Sciences, Kyoto University（京都大学数学科学研究所）；National Institute of Informatics（国立情报学研究所）；The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（高级研究院（SOKENDAI））
本文提出关于代数积构造的不可行定理，并展示MC与MFAs的代数积构造作为新实例，解决多项式时间内的模型检查问题。
2026-02-21 cs.LO
A Constructive Equivalence between Computation Tree Logic and Failure Trace Testing
形式化验证的两个主要系统是模型检验和基于代数模型的测试。模型检验基于某种形式的时态逻辑，例如线性时态逻辑（LTL）或计算树逻辑（CTL）。CTL是一种强大而现实的逻辑，它能够表达进程的最有趣的属性，如活性和安全性。基于模型的测试基于进程的某些操作语义（例如跟踪、故障或两者）及其关联的前序。除了互模拟之外，最细粒度的前序（主要是理论上的重要性）是基于故障跟踪的。我们表明，这两个最强大的变种是等价的，也就是说，我们表明，对于任何故障跟踪测试存在一个CTL公式相当于它，反之亦然。我们所有的证明都是构造性的和算法性的。我们的结果允许一个大系统的部分被指定为逻辑，而其他部分被指定为代数，从而结合了最好的两个（逻辑和代数）的世界。
2019-01-30 cs.LO
Trace Refinement in B and Event-B
跟踪用于显示模型是否符合预期行为。建模人员可以使用跟踪检查来确保在细化过程中保留模型行为。在本文中，我们提出了一个跟踪细化技术和工具，称为BERT，允许设计人员，以确保在具体级别的高层次的跟踪行为的完整性。所提出的技术进行评估的背景下的B和事件B的方法对工业强度的案例研究，从汽车领域。
2022-07-28 cs.LO
Expressiveness and Decidability of Temporal Logics for Asynchronous Hyperproperties
Hyperproperties是系统的属性，涉及不同的执行轨迹，从安全到对称，并发性的一致性模型等许多应用程序，近年来，不同的线性时间逻辑指定异步hyperproperties进行了研究。虽然这些逻辑的模型检验是不可判定的，但是已经识别出有用的可判定片段，例如用于异步安全分析的应用。在本文中，我们解决异步超性质的时序逻辑的表达性和可判定性问题。我们比较了这些逻辑的表达性，以及S1S的扩展S1S[E]与等级别谓词，通过获得几乎完整的表达性图片。我们还研究了这些逻辑的表达能力时，解释单例集的痕迹。我们表明，对于HyperLTL的两个异步扩展，检查单例模型的存在性已经是不可判定的，对于其中之一，即上下文HyperLTL（HyperLTL_C），我们建立了一个表征的单例模型的扩展标准FO[<]的痕迹与添加。这最后一个结果推广了FO[<]和LTL之间众所周知的等价性。最后，我们确定了新的界限的可判定性的模型检验HyperLTL_C。
2022-07-06 cs.LO
Logics and Algorithms for Hyperproperties
本文针对需分析多执行路径关系的超性质系统需求，梳理了近十年用于超性质规约的各类逻辑，以及可满足性检查、模型检验等相关算法的研究现状。
2025-01-14 cs.LO
ATL*AS: An Automata-Theoretic Approach and Tool for the Verification of Strategic Abilities in Multi-Agent Systems
Imperial College London（帝国理工学院）
本文提出面向无限迹与有限迹语义的 ATL* 符号化模型检测算法，并在 ATL*AS 工具中实现，实验证明其在可扩展性和效率上优于现有方法。
2025-10-21 cs.LO cs.MA
A quantitative extension of Interval Temporal Logic over infinite words
Halpern和Shoham的区间时态逻辑HS的模型检验最近已经被系统地研究，并且已知它在三种不同的语义（基于状态、基于迹和基于树的语义）下是可判定的。在这里，我们专注于基于轨迹的语义，其中的主要语义实体是无限的执行路径（轨迹）的给定Kripke结构，假设在另外的同质性的命题估值。我们引入了一个定量的扩展HS的痕迹，称为差异HS（DHS），允许一个表达时间间隔长度（持续时间）之间的差异的限制。一些模态的定量扩展直接导致不可判定性，因此，我们通过考虑DHS的严格语法片段来研究模型检验和可满足性问题的可判定性边界。特别是，我们确定了最大的可判定的片段DHSS的DHS证明，此外，所考虑的问题的片段至少是2EXPSPACE硬。此外，通过利用新的结果，线性时间混合逻辑，我们表明，对于一个同样具有表现力的片段的DHSS，问题是EXPSPACE完全的。最后，我们通过一个新的混合逻辑的单变量片段提供了一个表征HS的痕迹。
2022-07-13 cs.LO
Logics for Context-free Hyperproperties
Technische Universität Ilmenau（伊尔梅瑙工业大学）；Université Paris Cité, CNRS, IRIF（巴黎西岱大学，法国国家科学研究中心，信息研究与研究所）；Aalborg University（奥尔堡大学）
提出一种用于指定上下文无关超性质的逻辑，通过迹量化扩展可视下推自动机，并证明单量词交替下的模型检测可判定性及不可判定性边界。
2026-10-04 cs.FL cs.LO
The Inconsistent Labelling Problem of Stutter-Preserving Partial-Order Reduction
在模型检验中，偏序约简（POR）是一种减小状态空间大小的有效方法。顽固集是POR的一个已建立的变体，在过去的31年中有许多应用。顽固集的早期工作之一表明，几个条件的组合的减少是足以保持口吃的痕迹等价，使顽固集适合线性时间属性的模型检验。在本文中，我们确定了一个缺陷的推理和显示与一个反例，口吃迹等价不一定保留。我们提出了一个解决方案连同更新的正确性证明。此外，我们分析在哪些形式主义这个问题可能会发生。对实际实现的影响是有限的，因为它们都计算理论的正确近似。
2019-11-02 cs.LO
Experiments in Model-Checking Optimistic Replication Algorithms
本文描述了一系列模型检验实验来验证用于支持协同编辑的基于操作转换（OT）方法的乐观复制算法。我们正式定义，使用工具UPPAAL，行为和主要的一致性要求（即收敛性）的协同编辑系统，以及这些系统应该操作的环境的抽象行为。由于数据复制和用户交互的不可预测性，这样的系统有无限多个状态。因此，我们展示了如何利用UPPAAL规约语言的一些功能来减弱严重的状态爆炸问题。提出了两种模型。第一种称为具体模型，它非常接近系统实现，但会遇到严重的状态爆炸。第二种模型称为符号模型，旨在通过延迟编辑操作的有效选择和执行，直到所有站点的符号执行痕迹构建完成，来克服具体模型的局限性。实验结果表明，符号模型允许在空间和时间上的显着增益。使用的符号模型，我们已经能够表明，如果网站的数量超过2，那么收敛性不满足所有OT算法在这里考虑。每个算法都有一个反例。
2008-04-21 cs.LO cs.SC
A Detailed Account of The Inconsistent Labelling Problem of Stutter-Preserving Partial-Order Reduction
本文指出保持停顿的偏序归约中一个不一致标记问题，通过反例证明原有条件不充分，提出更强归约条件并给出新正确性证明，分析问题出现的形式化体系。
2021-07-20 cs.LO
Animation, Verification and Visualisation of Prolog Transition Systems with ProB
Faculty of Mathematics；Natural Science, Institute of Computer Science, Heinrich Heine University Düsseldorf, Universit\" a tsstr. 1, D-40225 D\" u sseldorf
介绍了基于Prolog的ProB工具，阐述其Prolog动画模式的现有功能及扩展，如统计检查模拟、可靠跟踪重放等，通过四子棋等案例研究展示新功能用途，对Event-B证明及教学演示模型等应用有帮助。
2026-07-24 cs.AI cs.GT cs.LO
Temporal Team Semantics Revisited
本文提出基于时间评估函数的时间团队语义学，用于规范异步超属性，并证明同步TeamLTL的嵌入、某些TeamCTL片段MC的高度不可判定性，以及TeamCTL*到交替异步Büchi自动机的翻译及可判定性结果。
2024-02-05 cs.CC cs.LO
