Computation Tree Logic Model Checking Based on Possibility Measures
为了解决可能性理论中不确定信息的系统验证问题，Li和\cite{li12}引入了线性时间特性的模型检验，其中不确定性用可能性测度来建模。Xue，Lei和Li \cite{Xue09}定义了基于可能性测度的计算树逻辑（CTL），称之为可能性CTL（PoCTL）。本文是上述工作的继续。首先，我们研究了PoCTL的表现力。不同于概率CTL，它表明，PoCTL（特别是，定性PoCTL）是更强大的CTL就其表现力。详细给出了基本CTL公式与定性PoCTL公式的等价表达式。给出了一些不能用任何CTL公式表示的PoCTL公式。特别地，用PoCTL公式表示了重复可达性和持久性的一些定性性质.接着，采用CTL模型检测算法，详细讨论了PoCTL模型检测问题的解决方法及其时间复杂度。最后，通过一个实例说明了PoCTL模型检验方法。
2014-01-19 cs.LO
Soundness and Completeness of a Model-Checking Proof System for CTL
提出一种用于 CTL 片段的局部模型检测证明系统，通过标记相继式保证终止性，并证明其可靠性、完备性及有限状态下的证明搜索终止性。
2023-09-11 cs.LO
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
An Experiment on Parallel Model Checking of a CTL Fragment
我们提出了一个并行算法，本地，在飞，模型检验的CTL的片段，非常适合于现代，多核架构。这种模型检查算法得益于我们在以前的工作中描述的并行状态空间构造算法，并且共享相同的基本原则集：对可以分析的模型没有假设;对状态分布的方式没有限制;对处理器之间共享工作的方式没有限制。我们评估我们的算法的不同版本的性能，并将我们的结果与使用其他并行模型检验工具获得的结果进行比较。这项工作的最新贡献之一是研究CTL模型检查，不需要存储整个转换图，但操作上的反向生成树的空间效率的变体。
2013-01-31 cs.DC 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
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
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
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
From Quantified CTL to QBF
QCTL扩展了时态逻辑CTL的原子命题量化。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：在这里，我们使用结构语义，其中额外的命题标记Kripke结构（而不是它的执行树），并且模型检查问题在这个框架中是PSPACE完全的。我们提出了一个模型检测算法QCTL的基础上减少到QBF。我们考虑几种减少策略，我们比较它们与原型（基于SMT求解器Z3）的几个例子。
2019-06-24 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
