Experimental Study on CTL model checking using Machine Learning
Zhengzhou University（郑州大学）
目前流行的CTL模型检验工具所采用的核心方法都面临着著名的状态爆炸问题。在我们以前的研究中，提出了一种基于机器学习（ML）算法的方法来解决这个问题。然而，准确度并不令人满意。首先，我们在Graph Lab上进行综合实验，使用五种机器学习算法寻求最佳准确率。其次，在给定最优精度的情况下，求平均时间。结果表明，基于逻辑回归（LR）的方法模拟CTL模型检验的准确率为98.8%，平均效率是现有方法的459倍;基于提升树（BT）的方法模拟CTL模型检验的准确率为98.7%，平均效率是现有方法的639倍.
2019-02-23 cs.AI cs.LO
Distributed CTL Model Checking in the Cloud
最近广泛使用的“大数据”平台要求形式化验证社区更广泛地采用。事实上，形式化验证需要高性能的数据处理软件，用于从来自被分析系统的空前数量的数据中提取知识。由于基于云的计算资源已经变得易于访问，因此验证技术和工具有机会经历深刻的技术转型，以利用新的可用架构。这使得人们对并行化和分布式验证技术越来越感兴趣。在本文中，我们介绍了一种分布式的方法，利用通常使用的技术，由“大数据”社区，使验证的计算树逻辑（CTL）公式非常大的状态空间，使用分布式系统和云计算设施。基准规范上进行的几个测试的结果，从而显示所提出的方法的方便。
2013-10-24 cs.DC cs.LO cs.SE
The Satisfiability Problem for Unbounded Fragments of Probabilistic CTL
研究了概率计算树逻辑（PCTL）的可满足性和有限可满足性问题，其中算子不受任何步界的限制。我们建立了几个片段包含定量运算符的可判定性，并指出了在更复杂的片段中出现的困难，其中可判定性仍然是开放的。
2018-06-29 cs.LO
CTL* Model Checking on Infinite Families of Finite-State Labeled Transition Systems (Technical Report)
Carl von Ossietzky University of Oldenburg（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学）；DTU Compute（丹麦技术大学计算学院）
本文提出了一种基于上下文自由图文法的无限族有限状态标记转换系统CTL*模型检查方法，并通过实验验证了其有效性。
2026-01-22 cs.LO
Branching-time model checking of one-counter processes
单计数器进程（OCP）是下推进程，只对一元堆栈字母表进行操作。研究了基于OCP的模型检验计算树逻辑（CTL）的计算复杂性。一个PSPACE上界是继承自该问题的模态μ演算。首先，我们分析的周期性行为的CTL在OCP和推导出一个模型检验算法，其运行时间是指数的控制位置和语法概念的公式，我们称之为直到深度。因此，模型检验固定OCP对CTL公式与一个固定的深度，直到在P。这概括了第一作者，Mayr，和到CTL的片段EF的表达复杂性的结果。其次，我们证明了在一定的OCP上，CTL模型检验是PSPACE困难的。第三，我们表明，已经存在一个固定的CTL公式，模型检验的OCP是PSPACE困难的。对于后者，我们使用了复杂性理论的两个结果：（i）将中国余数表示中的自然数转换为二进制表示是在对数空间一致的NC ^1中;（ii）PSPACE是AC ^0-可串行化的。我们证明，我们的方法可以用来回答进一步的开放性问题。
2010-02-03 cs.CC 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
Satisfiability of CTL* with constraints
我们证明了在Z上具有等式，顺序和模约束的CTL* 的可满足性是可判定的。以前，仅知道CTL* 的某些片段的可判定性，例如，存在主义和积极的碎片和EF。
2013-06-04 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
On relating CTL to Datalog
CTL是实践中占主导地位的时态规约语言，主要是因为它允许线性时间的模型检验。逻辑编程和数据库查询语言数据库经常被用作逻辑语言的实现平台。在本文中，我们提出了确切的CTL和数据库之间的关系，而且我们建立在这种关系和已知的有效算法CTL获得有效的算法分层数据库的片段。本文的主要贡献是：a）将CTL嵌入到STD中，STD是分层数据库的一个适当的片段。此外，我们表明，STD表示完全CTL -我们证明，通过嵌入STD到CTL。两个嵌入都是线性的。b）CTL也可以被嵌入到数据流的片段中而不进行否定。我们定义了一个片段的数据与后继内置谓词，我们称之为TDS和我们嵌入CTL到TDS在线性时间。我们建立在上述关系，以回答分层数据库的开放问题。我们证明了查询评价是线性的，包含性和可满足性问题都是可判定的。本文中提出的结果是第一个分层的Datatrics的片段，比那些只包含一元EDBs更一般。
2005-10-06 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
Interval vs. Point Temporal Logic Model Checking: an Expressiveness Comparison
近年来，基于区间时态逻辑的模型检验作为基于标准点时态逻辑（如LTL、CTL、CTL* 等）的模型检验的可行替代方案而出现。像往常一样，系统的行为通过（有限）Kripke结构来建模。然而，虽然被解释为“逐点”的时间逻辑描述了系统如何逐状态地演变，以及系统状态的谓词属性，但那些被解释为“逐区间”的时间逻辑表达了计算延伸的属性，跨越了一系列状态。假设一个命题字母在一个计算延伸（间隔）上保持不变，当且仅当它在每个分量状态上保持不变（同质性假设）。一个自然的问题出现了：用间隔代替点作为主要的时间实体有什么好处，或者这只是一个品味问题？本文研究了Halpern和Shoham的区间时态逻辑（HS）在模型检验中的表达能力，并与LTL、CTL和CTL* 进行了比较。为此，我们考虑HS的三种语义变体：基于状态的变体，由Montanari等人引入，它允许时间在过去和将来都分支，基于计算树的一个，它只允许时间在将来分支，基于轨迹的变体，它不允许时间分支。这些变体相互比较，并与上述标准逻辑进行比较，得到一个完整的画面。特别是，我们表明，HS与跟踪为基础的语义是相当于LTL（但至少指数更简洁），HS与计算树为基础的语义是相当于有限的CTL*，和HS与基于状态的语义是无法比拟的所有这些（LTL，CTL和CTL*）。
2018-09-24 cs.LO
Branching-time model checking of one-counter processes
单计数器进程（OCP）是下推进程，只对一元堆栈字母表进行操作。研究了基于OCP的模型检验计算树逻辑（CTL）的计算复杂性。一个PSPACE上界是继承自该问题的模态μ演算。首先，我们分析了OCP上CTL的周期性行为，并推导出一种模型检验算法，其运行时间仅在控制位置数量方面呈指数级，以及我们称之为向左直到深度的公式的语法概念。因此，模型检验固定OCP对CTL公式与一个固定的深度，直到在P。这概括了第一作者，Mayr，和到CTL的片段EF的表达复杂性的结果。其次，我们证明了在一定的OCP上，CTL模型检验是PSPACE困难的。第三，我们表明，已经存在一个固定的CTL公式，模型检验的OCP是PSPACE困难的。为了得到后一个结果，我们使用了复杂性理论中的两个结果：（i）将中国余数表示中的自然数转换为二进制表示是在对数空间一致的NC ^1中;（ii）PSPACE是AC ^0-可串行化的。我们证明，我们的方法可以用来获得进一步的结果。我们证明了在OCP上对CTL的片段EF进行模型检验对于P^NP是困难的，从而建立了一个匹配的下界，并回答了第一作者Mayr和To的一个公开问题。我们还证明了以下问题对于PSPACE是困难的：给定一个计数器马尔可夫决策过程，一组计数器值为零的目标状态和一个初始状态，以决定初始状态最终到达目标状态之一的概率是否任意接近1。这提高了以前已知的下界的每一个层次的布尔Bra…
2009-09-06 cs.CC cs.LO
Abstract Family-based Model Checking using Modal Featured Transition Systems: Preservation of CTL* (Extended Version)
变量系统允许通过使用特征（配置选项）标记变量功能来有效地构建许多自定义变量。在许多应用中，其质量保证和形式化验证至关重要。基于族的模型检验通过利用变量之间的共性，允许在单次运行中同时验证变分系统的所有变量。然而，它的计算成本仍然在很大程度上取决于变体的数量（通常是巨大的）。在这项工作中，我们将展示如何实现有效的基于家庭的模型检验的CTL* 的时间属性，使用可变性抽象和现成的（单系统）工具。我们使用变异抽象派生抽象的基于族的模型检验，其中的变异模型的变分系统被替换为一个抽象的（更小的）版本，称为模态特征的过渡系统，它保留了普遍的和存在的时间属性的满意度，在CTL* 表示。模态特征变迁系统包含两类变迁，分别称为may变迁和must变迁，它们分别由保守（过近似）抽象和它们的对偶（欠近似）抽象定义。可变性抽象可以与变量集合的不同划分相结合，以推断用于变分系统的合适的分而治之验证计划。我们说明了几个变分系统的这种方法的实用性。
2018-03-05 cs.LO cs.PL cs.SE
A Team Based Variant of CTL
我们介绍了两个变种的计算树逻辑CTL的基础上的团队语义：一个异步的和同步的。对于这两个变种，我们调查的计算复杂性的可满足性以及模型检验问题。可满足性问题被证明是EXPTIME-完全的。在这里，考虑两种语义中的哪一种并不重要。对于模型检验，我们证明了同步情况下的PSPACE-完全性，异步情况下的P-完全性。此外，我们证明了这两种语义的几个有趣的基本属性。
2015-07-14 cs.CC cs.LO
A Probabilistic Temporal Logic with Frequency Operators and Its Model Checking
概率计算树逻辑（PCTL）和连续随机逻辑（CSL）通常分别用于描述离散时间和连续时间的概率属性规范。在PCTL和CSL中，执行满足某些时态性质的可能性可以通过其基本计算树逻辑（CTL）中路径量词的概率扩展来定量表示，但它们的路径公式在CTL中是通过相同的运算符来表示的。由于这个原因，它们都不能表示具有定量时间属性的公式，例如“某些属性在路径上超过80%的时间点（在某个有界区间内）保持不变”的形式。本文引入了一个新的时态算子来表达事件频率的概念，并在CTL \star的基础上定义了概率频率时态逻辑（PFTL）。因此，我们可以很容易地表示概率系统中的行为的时间属性。然而，它是很难开发一个完整的PFTL模型检查，由于丰富的表现力。相应地，我们开发了一个模型检测算法的CTL类片段的PFTL对有限状态马尔可夫链，和一个近似的模型检测算法的有界线性时序逻辑（LTL）类片段的PFTL对可数状态马尔可夫链。
2011-11-14 cs.LO
Parameterized Model Checking of Token-Passing Systems
我们重新访问的参数化模型检验问题的令牌传递系统和规格的索引$\textsf{CTL}^\ast \backslash \textsf{X}$。Emerson和Namjoshi（1995，2003）已经表明，单向令牌环中索引$\textsf{CTL}^\ast \backslash \textsf{X}$的参数化模型检验可以简化为检查高达某个\emph{cutoff}大小的环。Clarke et al.（2004）对于一般拓扑和索引$\textsf{LTL} \backslash \textsf{X}$给出了类似的结果，前提是进程不能选择发送或接收令牌的方向。我们统一和大大扩展这些结果，系统地探索片段的索引$\textsf{CTL}^\ast \backslash \textsf{X}$一般拓扑结构。对于每个片段，我们确定是否存在一个截止点，对于一些具体的拓扑结构，如环，集团和星，我们推断小截止点。最后，我们表明，问题变得不可判定，因此没有截止存在，如果进程被允许选择的方向，他们发送或从他们收到的令牌。
2013-11-25 cs.LO
Computation Tree Logic for Synchronization Properties
我们提出了一个逻辑，扩展CTL（计算树逻辑）与运营商表示同步属性。如果一个属性在所有具有一定长度的路径中都成立，则该属性在系统中是同步的。新的逻辑是通过使用与CTL相同的路径量词和时态运算符来获得的，但允许量词的顺序不同。这个小的语法变化导致一个逻辑，可以表达非正规的属性，其中已知的扩展MSO路径长度相等是不可判定的。我们证明了我们的变体CTL是可判定的，模型检测问题是在Delta_3 ^P = P ^{NP ^NP}中，并且是DP-困难的。我们类似地考虑量词交换CTL的扩展，我们提出的运营商定义使用的基本运营商的CTL * 表示发生无限多个同步点。证明了模型检验问题仍然存在于Delta_3 ^P中，如果允许Next算子，则CTL和新逻辑的区分能力一致，从而可以在模型检验之前使用经典的互模拟商进行状态空间约简。
2016-05-24 cs.FL cs.LO
QCTL model-checking with QBF solvers
量化CTL（QCTL）是对时态逻辑CTL的扩展，在原子命题上引入了量化。这个扩展被认为是非常有表现力的：QCTL允许我们在Kripke结构上表达复杂的属性（它和MSO一样有表现力）。量化存在几种语义：这里，我们使用结构语义，其中额外的命题标记Kripke结构（而不是其执行树），并且模型检验问题在这个框架中已知是PSPACE完备的。提出了一种基于QBF约简的QCTL模型检验算法。我们考虑几个减少策略，我们比较它们与原型（基于几个QBF求解器）在不同的例子。
2020-10-06 cs.LO
Parameterized Complexity of CTL: A Generalization of Courcelle's Theorem
我们提出了一个几乎完整的分类的可满足性问题的计算树逻辑CTL的所有操作符片段的参数化复杂性。研究的参数化是时间深度和结构路径宽度的总和。分类显示了W[1]-硬和固定参数易处理片段之间的二分法。FPT中唯一被证实的真正的操作符片段是仅包含AX的片段。此外，我们证明了一个推广的Courcelle定理的无限签名，这将被用来证明FPT成员的情况。
2015-03-24 cs.CC cs.LO
SAT-Based ATL Satisfiability Checking
模型与策略的综合是软件工程中一个非常重要的问题。这里的主要内容是检查表达要实现的系统规范的公式的可满足性。提出了一种新的判定交替时序逻辑（ATL）公式可满足性的方法。该方法扩展了CTL利用SAT模单调理论求解器的方法。类似于CTL的情况下，我们的方法似乎是非常有效的。实验结果表明，我们可以快速测试的大型ATL公式，已经达到了现有的方法。
2020-02-08 cs.LO cs.MA
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
Symbolic Model Checking using Intervals of Vectors
Computer Science Department Faculty of Science University of Geneva（日内瓦大学理学院计算机科学系）
本文提出了一种基于向量区间的新方法，用于高效进行Petri网的CTL模型检查，通过同态操作和标准形式提升性能。
2026-09-16 cs.LO
Changing Observations in Epistemic Temporal Logic
ENS Rennes（雷恩高等师范学院）；University of Naples “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学）
我们研究了知识和时间逻辑中主体观察力的动态变化。我们认为CTL*K，扩展CTL* 与知识运营商，并丰富它与一个新的运营商，模拟一个代理的方式观察系统的变化。我们扩展了经典的语义知识的完美召回代理占观察的变化，我们表明，这个新的运营商严格增加了CTL*K的表达能力。我们减少模型检查问题，我们的逻辑CTL*K，这是已知的可判定的。这为我们的逻辑提供了模型检查问题的解决方案，但其复杂性不是最佳的。事实上，我们提供了一个更好的复杂性直接决策过程。
2018-09-03 cs.AI cs.LO cs.MA
Cycle Detection in Computation Tree Logic
时态逻辑是一种非常强大的形式主义，在形式系统的设计和验证中得到了深入的研究和应用。它的应用通常简化为解决特定的决策问题，如模型检验和可满足性。在这类问题中，解决方案通常需要在循环中检测一些特定的属性。例如，当使用基于自动机、博弈论、SCC分解等的经典技术时，就会发生这种情况。令人惊讶的是，迄今为止，还没有一个时态逻辑被认为具有讨论循环的明确能力。在本文中，我们介绍周期-CTL *，经典的分支时间时序逻辑CTL* 的扩展，随着周期量化，以便在周期上的谓词。这个逻辑非常有表现力。事实上，我们证明，它严格扩展CTL*，是正交的μ演算。我们还提供了一些涉及非正则性质的例子，证明了它的有用性。我们研究了Cycle-CTL* 的模型检验问题，并证明了它和CTL* 一样是PSPACE完备的.我们还研究了逻辑的存在循环片段的可满足性问题，并证明了它在2 ExpTime中是可解的。这一结果利用了自动机理论的方法，以及新的ad-hoc定义的互模拟和树状展开。
2016-09-14 cs.FL cs.LO
Model-checking Driven Black-box Testing Algorithms for Systems with Unspecified Components
基于组件的软件开发对系统验证提出了严峻的挑战，因为外部获得的组件可能是系统故障的新来源。这个问题不能完全解决，无论是模型检验或传统的软件测试技术单独由于以下几个原因：1）外部获得的组件通常是未指定/部分指定; 2）它通常是很难建立一个充分的标准来测试一个组件; 3）组件可以用来动态升级系统。本文介绍了一种新的方法（称为{ \em模型检查驱动的黑盒测试}），它将模型检验与传统的黑盒软件测试相结合，以一种完整、可靠和自动的方式来解决这个问题。其思想是，相对于一些要求（表示在CTL或LTL）的系统，使用模型检验技术，以获得一个条件（表示在通信图）为一个未指定的组件，使系统满足的要求，如果该条件是由组件满足，并可以通过测试组件的测试用例生成的条件上的飞行。在本文中，我们提出模型检验驱动的黑盒测试算法来处理CTL和LTL的要求。我们还通过一些例子来说明这个想法。
2004-04-19 cs.LO cs.SE
Model checking: the interval way
[...]最著名的模型检验（MC）技术是从80年代后期发展起来的，记住著名的“基于点”的时序逻辑LTL和CTL。然而，虽然这种逻辑的表达能力是毋庸置疑的，但我们可能希望检查系统模型的一些属性，这些属性本质上是“基于区间的”，因此不能用基于点的时间逻辑来表达，例如，“命题P必须在给定计算扇区中至少保持平均数量的系统状态”。在这里，时间间隔逻辑（ITLs）开始发挥作用，为时间推理提供了另一种设置。这样的逻辑处理间隔，而不是点，作为它们的原始实体：这一特征使它们能够表达时间属性，例如持续时间的动作，成就和时间聚合，这在标准的基于点的逻辑中无法处理。Halpern和Shoham的时间间隔模态逻辑（HS）是最著名的ITL之一：除了相等之外，它为间隔对之间的13种可能的排序关系中的每一种提供了一种模态。在这篇论文中，我们的注意力集中在基于HS的MC，在属性规约语言的角色，这是一个小的工作已经做了比较MC基于点的时态逻辑。我们研究了这种问题的复杂性，考虑不同的系统模型，我们也比较了HS的表达能力，在MC的LTL，CTL和CTL*。[...]
2019-02-11 cs.CC cs.LO
An Algebraic Method to Fidelity-based Model Checking over Quantum Markov Chains
本文提出QCTL逻辑在量子马尔可夫链上进行基于保真度的模型检测，通过归约到实数存在理论的量词消去实现精确计算，证明QCTL公式指数时间可判定，并以量子IPv4协议验证有效性。
2021-01-13 cs.LO
Compositional Reasoning for Interval Markov Decision Processes
Puggelli等人最近研究了具有凸不确定性的Markov决策过程的模型检验概率CTL性质，这类模型检验算法通常存在状态空间爆炸问题.在本文中，我们解决概率互模拟，以减少这样的MDP的大小，同时保持概率CTL属性，它满足。特别是，我们讨论的关键成分，建立在运行时组成间隔MDP组件的并行组合操作。更确切地说，我们研究如何并行组合操作的区间MDP可以定义，以便达到一个同余闭包。其结果是，我们表明，概率互模拟区间MDPs是一致的两个方面的并行性，即同步产品和交织。
2016-07-28 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
Model-checking an Epistemic μ-calculus with Synchronous and Perfect Recall Semantics
我们证明了模型检验问题对于认知μ演算的一个片段是可判定的。该片段允许自由变量的范围内的认知模态的限制形式，避免构建公式体现任何形式的共同知识。我们的演算包含已知的可判定的片段的认识CTL/LTL。它的模态变体可以表示两人博弈中的获胜策略，其中一个玩家具有不完美信息和不可观察的目标，并且，通过适当的编码，具有不完美信息和完美召回的ATL的模型检验问题的可判定实例可以编码为这种认知μ-演算的模型检验问题的实例。
2012-07-14 cs.LO
Deciding the Common Fragment of CTL with Past and LTL
Università degli Studi di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学）；Università degli Studi di Udine（乌迪内大学）
本文通过引入无计数器犹豫弱树自动机，证明了带过去的CTL与LTL的共同片段可判定，解决了LTL与CTL交集可判定的长期开放问题。
2026-06-29 cs.FL cs.LO
Model Checking for Fragments of Halpern and Shoham's Interval Temporal Logic Based on Track Representatives
模型检验允许人们根据系统行为的形式模型（通常是Kripke结构）自动验证系统预期属性的规范。基于点的时态逻辑，如LTL、CTL和CTL*，描述了系统如何逐状态演化，通常用作规约语言。他们证明自己在各种应用领域相当成功。然而，属性约束的时间顺序的时间扩展的事件，以及涉及时间聚合，这是固有的间隔为基础的属性，不能正确地处理它们。区间时态逻辑（ITLs），以间隔作为其原始的时间实体，原来是非常适合的规范和验证的间隔计算属性（我们解释的所有轨道的Kripke结构作为计算间隔）。研究了Halpern和Shoham的时间区间模态逻辑（HS）的部分片段的模型检验问题。HS的特点是每对区间之间的每种可能的排序关系（所谓的艾伦关系）都有一种模态。首先，我们描述了一个EXPSPACE模型检验算法的HS片段的艾伦的关系满足，满足，开始，开始，和完成，它利用的可能性找到，为每个轨道（无限长），一个等效的有界长度的轨道代表。在检查属性时，它只需要考虑长度不超过给定界限的轨迹。我们证明了这样一个片段的模型检验问题是PSPACE困难的。最后，我们确定了其他表现良好的HS片段，这些片段的表达能力足以捕捉系统的有意义的区间特性，如互斥，状态可达性和非饥饿，其复杂性小于或等于LTL。
2017-09-06 cs.LO
Computing Stuttering Simulations
口吃互模拟是一个著名的行为等价，它保留了CTL-X，即没有下一次操作符X的CTL。相应地，口吃模拟前序诱导了一个更粗糙的行为等价，它保留了存在片段ECTL-{X，G}，即没有下一次X和全局G算子的ECTL。虽然口吃互模拟等价可以通过著名的Groote和Vaandrager的[1990]算法计算，但据我们所知，没有计算口吃模拟前序和等价的算法。本文针对有限状态系统提出了这样一种算法。
2009-04-09 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
L2C2: Logic-based LSC Consistency Checking
实时序列图（LSC）已被提出作为一个基于对象间的规范和反应式系统的可视化程序设计语言。在本文中，我们引入了一个基于逻辑的框架来检查LSC规范的一致性。一个LSC模拟器已经在逻辑编程中实现，利用记忆化的深度优先搜索策略，以显示LSC中的反应系统将如何响应一组外部事件序列。定义了一个正式的符号来指定外部事件序列，用并行运算符和测试控件扩展了正则表达式。并行运算符允许在LSC中同时测试交织的并行外部事件;而测试控件为用户提供了一种新的方法来指定和测试某些时间属性（例如，CTL公式）。我们的框架还提供了一个状态转换图或故障跟踪证明一致性检查结果。
2010-02-16 cs.LO
Complexity of ITL model checking: some well-behaved fragments of the interval logic HS
模型检验已成功地应用于许多计算机科学领域，包括人工智能、理论计算机科学和数据库。大多数提出的解决方案利用经典的，基于点的时序逻辑，而很少的工作已经做了区间时序逻辑设置。最近，人们提出了有限Kripke结构上Halpern和Shoham的时间区间HS模态逻辑的非初等模型检验算法（在齐性假设下）和它的两个有意义片段的EXPSPACE模型检验过程.在本文中，我们表明，更有效的模型检验程序可以开发一些表达足够的片段HS。
2016-01-13 cs.CC cs.DS cs.LO
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
Counting Constraints in Flat Array Fragments
我们确定了一个片段的Presburger算法丰富的自由函数符号和基数约束的解释集，这是适合自动化分析。我们建立这样一个片段的可判定性和复杂性的结果，我们实现我们的算法。在履行来自不变式检查和有界模型检查基准测试的证明义务的实验表明，我们的决策过程的实际可行性。
2016-02-01 cs.LO
On the Hardness of PCTL Satisfiability
本文证明了概率CTL（简称PCTL）的可满足性问题是不可判定的。通过对具有PCTL获胜目标的$1\frac{1}{2}$ -玩家博弈的简化，证明了PCTL可满足性问题是$Σ_1^1$ -困难的.我们提出了一个指数时间算法的可满足性的有界的，负封闭的片段的PCTL，并表明，可满足性问题，这个片段是EXPTIME困难的。
2015-11-29 cs.LO
Strategic (Timed) Computation Tree Logic
本文定义了带战略算子的 CTL 和 TCTL 扩展（SCTL 和 STCTL），证明其表达力优于 ATL，并分析了不同信息与回忆语义下的模型检测复杂度，最终利用 IMITATOR 工具支持 STCTL[ir] 的实际应用。
2023-10-19 cs.LO cs.MA
On the complexity of the model checking problem
在过去的二十年里，一阶逻辑的各种片段的模型检验问题引起了人们的广泛关注：特别是对于原始正片段和正Horn片段，它们分别被称为约束满足问题和量化的约束满足问题。事实上，这两个片段是目前唯一没有已知复杂性分类的片段。所有其他的句法片段可以很容易地分类，无论是直接或使用Schaefer的二分法定理SAT和QSAT，除了积极平等自由片段。这个突出的片段也可以被分类，并享有四分法：根据模型，相应的模型检验问题是易于处理的，NP完全的，co-NP-complete或Pspace-complete。此外，复杂度下降总是见证了一个通用的解决算法，使用量词相对化。此外，它的复杂性的特点是代数手段：存在或不存在特定的满射超运算之间的那些保持模型的复杂性。
2012-10-25 cs.CC cs.LO
A Decision Procedure for Guarded Separation Logic: Complete Entailment Checking for Separation Logic with Inductive Definitions
我们开发了一个双指数决策过程的可满足性问题的保护分离逻辑-一个新的片段的分离逻辑具有用户提供的归纳谓词，布尔连接词，分离连接词，包括限制（保护）版本的否定，魔术棒，和septraction。此外，我们表明，上述任何连接词的警卫下降导致一个不可判定的片段。我们进一步应用我们的决策过程的原因蕴涵在流行的符号堆片段的分离逻辑。特别是，我们获得了一个双指数决策过程之间的蕴涵（无量词）符号堆与有界树宽（SLIDbtw）的归纳谓词定义-分离逻辑的最具表现力的可判定片段之一。再加上最近显示的2 ExpTime-hardness在所述片段中的蕴涵，我们得出结论，SLIDbtw的蕴涵问题是2 ExpTime-complete-从而关闭了以前开放的复杂性差距。
2021-04-20 cs.LO
Model Checking for Low Monodimensionality Fragments of CMSO on Topological-Minor-Free Graph Classes
LIRMM, Univ Montpellier, CNRS（法国国家科学研究中心蒙彼利埃计算机科学与随机力学实验室）；University of Bremen（不来梅大学）；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所）；LIMOS, Univ Clermont Auvergne（克莱蒙奥弗涅大学 LIMOS 实验室）
本文提出了一种基于低单维性的CMSO碎片，证明其在拓扑极小图类上具有固定参数可解性，扩展了逻辑元定理到拓扑极小图类。
2026-04-30 cs.LO math.CO
Subsumption Checking in Conjunctive Coalgebraic Fixpoint Logics
虽然在扩展完整布尔基的逻辑中进行推理是困难的，但限制于模态语言的合取片段有时允许即使在存在最大不动点的情况下也进行易于处理的推理。一个这样的例子是EL家族的描述逻辑;在这里，有效的推理是基于满意度检查在适当的小模型，表征公式的模拟。然而，众所周知，并不是每一种合取模态语言都有一个易于处理的推理问题。自然的问题是，这些易处理的片段有多常见，以及如何识别它们。在这项工作中，我们提供了足够的条件，在一般的方式，考虑未标记的Tableau规则，为一个给定的模态逻辑的易处理性。我们工作的框架内的coalgebraic逻辑作为一个统一的语义设置。除了恢复已知的结果描述逻辑，如EL和FL 0，我们获得了新的关联和非关联模态逻辑的最大不动点的合取片段。最值得注意的是，我们发现了游戏逻辑和交替时间μ演算的易处理片段。
2014-06-06 cs.LO
The Tractability of Model-Checking for LTL: The Good, the Bad, and the Ugly Fragments
在1985年的一篇开创性论文中，Sistla和Clarke证明了线性时态逻辑（LTL）的模型检验问题是NP完全的或PSPACE完全的，这取决于所使用的时态运算符的集合。相反，如果命题算子的集合是有限的，复杂性可能会降低。本文系统地研究了命题算子和时态算子限制集上LTL公式的模型检验问题。对于几乎所有的时间和命题运算符的组合，我们确定是否模型检验问题是易处理的（在P）或难处理的（NP难）。然后，我们专注于易处理的情况下，表明他们都是NL-完全的，甚至对数空间可解。这导致了一个令人惊讶的差距之间的复杂性和棘手的案件。值得注意的是，我们的分析涵盖了无限的问题集，因为有无限多组命题算子。
2008-05-05 cs.CC cs.LO
Complexity of Model Checking Recursion Schemes for Fragments of the Modal Mu-Calculus
Ong证明了由n阶递归方案生成的可能无限排序树的模态μ演算模型检验问题（等价于交替奇偶树自动机（APT）接受问题）是n-EXPTIME完全的。我们认为两个子类的APT和调查各自的验收问题的复杂性。主要结果是，对于APT与一个单一的优先级，问题仍然是n-EXPTIME完全的，而对于APT与一个析取转移函数，问题是（n-1）-EXPTIME完全的。Kobayashi最近的工作表明，函数式程序的资源使用验证可以简化为递归模式的模型检验。作为一个应用，我们证明了资源使用验证问题是（n-1）-EXPTIME完全的。
2011-12-20 cs.LO cs.PL
Bounded Model Checking of Pointer Programs Revisited
指针程序的有界模型检验是一种调试技术，用于操作堆上动态分配的指针结构的程序。它基于以下四点意见。第一，错误条件（如悬空指针的解引用）可以用双变量一阶逻辑的~片段来表示。其次，片段在最弱的前提条件wrt下是封闭的。有限路径第三，数据结构，如树、列表等，可以通过在数据库片段中定义的归纳谓词来表达。最后，双变量逻辑和数据库的两个片段的组合是可判定的。在本文中，我们通过扩展底层逻辑的表达能力来改进这种技术。在~序列的例子中，我们证明了新的逻辑是能够建模更复杂的数据结构与更复杂的依赖堆和更复杂的分析。
2016-02-29 cs.LO cs.PL
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
On the Complexity of Temporal-Logic Path Checking
在LTL或MTL等时态逻辑中，给定一个公式，一个基本问题是在给定的有限字上计算公式的复杂性。对于LTL，这项任务的复杂性最近被证明是在NC。本文给出了LTL的一种定量（或度量）扩展MTL的NC算法，并给出了LTL的一元片段UTL的NCC算法。在撰写本文时，MTL是具有NC路径检查算法的最具表现力的逻辑，UTL是LTL的最具表现力的片段，其路径检查算法比完整的LTL更有效（服从标准复杂性理论假设）。然后，我们建立LTL路径检查和平面电路之间的连接，我们利用它来表明，在确定LTL路径检查的精确复杂性的任何进一步的进展将立即需要更有效的评估算法比已知的某一类平面电路。这种连接进一步暗示了LTL路径检查的复杂性取决于所允许的布尔连接词：添加布尔异或产生一个具有P-完全路径检查问题的时态逻辑。
2014-04-28 cs.LO
The Complexity of Model Checking Higher-Order Fixpoint Logic
高阶不动点逻辑（Higher-Order Fixpoint Logic，HFL）是简单类型λ演算和模态λ演算的混合。这使得它成为一个高度表达的时态逻辑，能够表达模态λ演算中无法表达的程序的各种有趣的正确性属性。本文给出了其模型检验问题的复杂性结果。特别是，我们认为这些片段的HFL只使用类型的有界阶k和arity m。我们建立k倍指数时间完备性的模型检验每个这样的片段。对于上界，我们使用不动点消除，以获得可达性游戏，是单指数的大小的公式和k倍指数的大小的底层过渡系统。这些博弈可以在确定性线性时间内求解。作为一个简单的结果，我们得到一个指数时间上界的表达复杂性的每个这样的片段。下界是由交替（k-1）重指数空间有界图灵机的字问题的一个简化而建立的。由于有固定的机器的类型，其字的问题已经很难相对于k倍指数时间，我们得到，作为一个推论，k倍指数时间完整性的数据复杂性的片段的HFL，提供m超过3。这也产生了表达能力的层次结构。
2007-06-29 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
Fairness and promptness in Muller formulas
本文研究了线性时序逻辑（LTL）的通用与公平模型检验问题，发现pLTL的Muller片段在复杂度比较上不具备相同算法特性，并识别出一个公平模型检验快于通用检验的新表达性片段。
2024-09-27 cs.LO
Model Checking Strategic Abilities in Information-sharing Systems
我们引入了一个子类的并发游戏结构（CGS）与不完美的信息，其中代理人被赋予私人数据共享能力。重要的是，我们的CGS是这样的，它仍然是可判定的模型检查这些CGS对ATL的相关片段。这些系统可以被认为是允许信息分叉的体系结构的概括，在这个意义上，在系统的初始状态下，我们允许从给定集合A外部的代理到该A内部的代理的信息分叉。由于这个原因，再加上我们的模型中的通信支持了一种特殊形式的广播，我们称我们的形式主义为A-cast系统。为了强调，ATL的片段，我们证明了模型检查问题在A-cast上是可判定的，这是一个大而重要的片段;它表达了集合A的任何子集中的Agent上的联盟。事实上，正如我们所展示的，我们的系统和ATL片段可以编码出难以忠实表达的安全问题：身份方案中的恐怖分子欺诈攻击。
2022-04-19 cs.AI cs.LO
