Verification Of Partial Quantifier Elimination
本文针对部分量词消去（PQE）求解器结果难以验证的问题，提出了一个简单的基于SAT的验证器VerPQE，并通过实验结果证明了其有效性。
2023-04-03 cs.LO
The Dynamic Descriptive Complexity of k-Clique
在这项工作中的动态描述复杂性的k团查询进行了研究。它表明，当边缘可能只插入然后k-团可以保持由一个量化器免费更新程序的arity k-1，但它不能保持由一个量化器免费更新程序arity k-2（即使在存在的一元辅助函数）。这为插入下的无量词更新程序的图查询建立了一个arity层次结构。下界的证明使用Ramsey数的上界和下界。
2016-10-28 cs.LO
Statistical Verification of Quantitative Hyperproperties: Beyond Boolean Quantification
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；University of Gothenburg（哥德堡大学）
本文针对现有超性质形式体系无法处理系统定量特性的问题，提出定量超逻辑（QHL），开发其统计验证算法，结合统计方法为嵌套测度量词提供验证方案，在定量IFC基准上验证了方法的表达性与有效性。
2026-08-05 cs.LO
Structure-Aware Computing, Partial Quantifier Elimination And SAT
本文探讨了通过部分量化消除实现结构感知计算的方法，展示了其在验证问题中的应用，并论证了量化消除本身可受益于结构感知计算。
2026-05-11 cs.LO
"ReLIC: Reduced Logic Inference for Composition" for Quantifier Elimination based Compositional Reasoning and Verification
本文研究了组合推理与验证中的量词消去问题。对于组合推理，QE提供了我们的方法的基础，作为组合的演算，以获得最强的系统属性在单步的，从给定的组件原子属性和它们的互连关系。我们首先为时间无关属性开发了这个框架，后来将其扩展到时间相关属性组合。此外，这种扩展还要求将给定的性质沿时间移动，以跨越感兴趣的时间范围，对于最强的系统性质，最少的时间范围不超过组件级原子性质的总时间范围。系统的初始条件也是以同样的方式由组件的原子初始条件组成的。它是用来验证所需的系统级属性，以及派生的最强的系统属性，通过归纳。我们的组合方法是统一的，无论组合类型（级联/并行/反馈）的时间相关和时间无关的属性。我们开发了一个新的原型验证器ReLIC（Reduced Logic Inference for Composition），实现了上述方法。我们通过几个说明性和实际的例子来证明它。此外，我们先进的$k$归纳为基础的模型检查与QE的能力，制定其基础和归纳步骤到QE的问题，所有的变量都是普遍量化的。我们的QE求解器Redlog与$k$ -归纳为基础的模型检查工具JKind的集成，显示了成功解决的非线性问题，SMT功能的JKind未能解决。最后，我们还展示了最近在工业V\&V工具套件中采用我们的方法，用于Simulink模型和深度神经网络（DNN）的增强静态分析。
2021-02-28 cs.LO
A Deeper Look at Depth: Stable Generation Accounting for Quantifier Reasoning
EPFL（洛桑联邦理工学院）；Microsoft Research（微软研究院）
本文指出SMT求解器中量词实例化的深度记账非合流导致结果不稳定，提出一种稳定的新记账方法，在Z3中实现，使Mariposa基准不稳定核心的结果不稳定性降低94%且无性能回退。
2026-11-06 cs.LO
Tunable Automation in Automated Program Verification
New York University（纽约大学）；Microsoft Research（微软研究院）；MPI-SWS（德国马克斯·普朗克软件系统研究所）
本文提出了一种在自动程序验证中调节自动化的机制，通过细粒度控制量词事实的可用性，使开发者能够根据需求选择不同的自动化级别。
2025-12-03 cs.LO cs.PL cs.SE
Prophecy Variables for Hyperproperty Verification
像HyperLTL这样的超属性的时态逻辑使用跟踪量词来表达与多个系统运行相关的属性。在实践中，这种规范的验证大多限于没有量词交替的公式，其中验证可以减少到检查系统的自组成上的跟踪属性。像$\forall π. \exists π'. ϕ$这样的量词替换可以通过互补来解决，也可以解释为$\forall$ -玩家和$\exists$-玩家之间的双人游戏，$\forall$ -玩家递增地构建轨迹$π$，$\exists$ -玩家以这样的方式构建$π'$，即$π$和$π'$一起满足$ϕ$。基于游戏的方法明显便宜但不完整，因为$\exists$玩家不知道$\forall$玩家的未来移动。在本文中，我们建立了游戏为基础的方法，可以通过添加（$ω$定期）时间预言完成。我们的证明是建设性的，产生一个有效的算法生成一套完整的预言。
2022-06-03 cs.CR cs.LO
Counter Simulations via Higher Order Quantifier Elimination: a preliminary report
通常，分布式系统的验证任务是通过计数器抽象来完成的。这种抽象有时可以通过模拟和互模拟来证明。在这项工作中，我们提供的逻辑基础，这种做法，通过一个专门设计的技术，二阶量词消去。我们的方法，一旦应用到规范的验证问题的参数化分布式系统，产生整数变量系统，准备好模型检查当前基于SMT的工具。我们证明了该方法的可行性与原型实现和第一次实验。
2017-12-05 cs.DC cs.LO cs.SE
Automatic Verification of Iterated Separating Conjunctions using Symbolic Execution
在诸如分离逻辑之类的权限逻辑中，迭代分离合取是表示对堆位置的无界集合的访问权限的量词。与递归谓词相反，迭代分离合取并不规定它们所覆盖的位置的结构，因此不限制如何遍历和修改这些位置。这种灵活性对于验证随机存取数据结构（例如数组）和可以以多种方式遍历的数据结构（例如图形）是重要的。尽管它的有用性，没有自动程序验证原生支持迭代分离合取，他们是特别难以纳入符号执行引擎，流行的技术，为这些逻辑建立验证。在本文中，我们提出了第一个符号执行技术，以支持一般迭代分离合取。我们提出了一种新的表示符号堆和灵活的支持，量化堆位置的逻辑规范。我们的技术表现出可预测的和快速的性能，尽管在SMT级别采用量词，通过仔细控制量词实例。它与权限逻辑的其他功能兼容，如部分权限、递归谓词和抽象函数。我们的技术是实现作为一个扩展的毒蛇验证基础设施。
2016-05-06 cs.LO cs.PL
Deciding First-Order Satisfiability when Universal and Existential Variables are Separated
本文引入了一个新的一阶逻辑等式可判定片段，它严格地推广了两个已知的一阶逻辑等式可判定片段--Bernays-Schönfinkel-Ramsey（BSR）片段和Monadic片段.定义原则是在原子水平上将普遍量化的变量与存在量化的变量句法分离。因此，我们的分类既不依赖于对量词前缀的限制（如在BSR的情况下），也不依赖于对谓词符号的arity的限制（如在一元的情况下）。我们证明了新的片段表现出有限模型的属性，并推导出一个非小学的计算时间上界所需的决定在新的片段满足。对于量词前缀为$\exists^* \forall^* \exists^*$的前趋句的子片段，可满足性问题被证明是NEXPTIME完备的。最后，我们讨论了如何自动推理程序可以利用我们的结果。
2016-06-20 cs.LO
Compositional Verification of Procedural Programs using Horn Clauses over Integers and Arrays
我们提出了一个组合SMT为基础的算法的安全程序，考虑到堆以及。现有的基于SMT的方法要么在很大程度上限于处理线性算术运算和属性，或者是非组合的。我们使用约束角子句（CHCs）来表示验证条件，其中使用阵列的扩展理论（ARR）的内存操作建模。首先，我们描述了一个指数时间量词消去（QE）算法的ARR，它可以引入新的量词的索引和值排序。其次，我们适应QE算法，以有效地获得下近似使用模型，从而在多项式时间基于模型的投影（MBP）算法。第三，我们集成的MBP算法的框架中的组合推理的过程性程序使用的可能和必须的摘要，我们最近提出的。我们对CHC的解决方案目前仅限于无量词公式。最后，我们描述了我们的实践经验，在SV-COMP'15基准测试中使用的工具SPACER的实现。
2015-08-06 cs.LO cs.PL cs.SE
Formal Verification of Parameterized Systems based on Induction
针对参数化协议形式化验证的难题，提出基于归纳的验证框架wiseParaverifier，通过反例引导、启发式不变式查找等方法，在多类协议上实现了高效自动验证。
2025-03-23 cs.LO cs.SC
Quantifiers on Demand
自动程序验证是一个难题。即使对于线性代数上的转移系统，它也是不可判定的。用数组理论扩展转换系统，通过要求用普遍量化的公式进行推理和推理，使问题进一步复杂化。在本文中，我们提出了一个新的算法，Quic3，扩展IC3推断普遍量化的不变量的LIA和数组的组合理论。与其他使用IC3或SMT求解器作为黑盒的方法不同，Quic3仔细管理量化泛化（以构建量化不变量）和量词实例化（以检测量词存在时的收敛性）。虽然Quic3不能保证收敛，但它可以保证通过探索越来越长的执行来取得进展。我们在Z3的约束Horn子句求解器引擎中实现了Quic3，并通过应用Quic3来验证数组操作C程序的各种公共基准来进行实验。
2021-06-01 cs.LO cs.PL
Runtime Verification over Out-of-order Streams
我们提出了一种在运行时验证系统的方法。我们的方法针对分布式系统，其组件通过不可靠的通道与监视器通信，其中消息可能会延迟，重新排序，甚至丢失。此外，我们的方法处理的表达规约语言，扩展了实时逻辑MTL冻结量词推理数据值。该逻辑的主要新颖性是一个新的三值语义，非常适合运行时验证，因为它占了系统的行为的部分知识。基于这种语义，我们提出了在线算法，原因健全，完全流事件发生的顺序。我们还评估我们的算法实验。根据规范的不同，我们的原型实现可以扩展到每秒数百到数千个事件的无序流。
2019-09-24 cs.LO
Runtime Verification of Temporal Properties over Out-of-order Data Streams
我们提出了一种在运行时验证系统的监控方法。我们的方法针对的系统，其组件通过不可靠的通道与监视器通信，其中消息可能会延迟或丢失。与以前的作品，其属性规约语言仅限于命题时态逻辑，我们的方法处理的扩展的实时逻辑MTL冻结量词的推理数据值。我们提出了一个新的三值语义的基础上，它是非常适合健全和完全的原因在线的消息延迟或丢失的事件流。我们还评估我们的方法实验。我们的原型实现在无序接收消息的设置中每秒处理数百个事件。
2017-07-18 cs.LO
An Infinite Needle in a Finite Haystack: Finding Infinite Counter-Models in Deductive Verification
针对演绎验证中可满足含量词公式仅有无限模型、现有求解器只能找有限反例且易发散的问题，提出符号结构、符号模型搜索过程及涵盖多种类 EPR 的新可判定片段。
2024-09-10 cs.LO cs.PL
On the satisfiability problem for fragments of the two-variable logic with one transitive relation
研究了具有一个传递关系的结构上二元一阶逻辑的可满足性问题。我们证明了问题在2-NExpTime中是可判定的，其中存在量词由传递原子保护。由于这个片段既不享有有限模型，也不树模型的属性，以显示可判定性，我们引入新的模型构造技术的基础上无限拉姆齐定理。我们还指出了为什么该技术不足以获得具有一个传递关系的完全二元逻辑的可判定性，因此与我们之前的主张相反，[具有一个传递关系的FO $^2$是可判定的，STACS 2013：317-328]，后一个问题的状态仍然是开放的。
2019-04-09 cs.LO
Decidability of definability
对于具有有限关系签名τ的固定可数无限结构Γ，我们研究了如下计算问题：输入是无量词τ-公式_0，_1，.，定义关系R_0，R_1，.，R_n over Γ.问题是关系R_0是否是可由R_1，. R_n，即，可由一阶公式定义，该公式仅使用R_1，...，R_n，等式，合取，存在量化（禁止析取，否定和全称量化）。我们证明了这个问题的可判定性，所有的结构，有一个一阶定义在一个有序的齐次结构Δ有限的关系签名，其年龄是一个拉姆齐类，并确定了许多禁止的子结构。具有这种性质的结构Γ的例子有有理数的序、随机图、齐次泛偏序集、随机竞赛图、所有齐次泛C-关系等等。当我们用存在的正可定义性或存在的可定义性来代替原始的正可定义性时，我们也得到了问题的可判定性。我们的证明利用了普遍的代数和模型理论的概念，拉姆齐理论，以及最近的Ramsey类拓扑动力学的表征。
2012-03-04 cs.LO math.LO
The Complexity of Monitoring Hyperproperties
我们研究了超属性的运行时验证，表示在时态逻辑HyperLTL，作为一种手段来检查系统的安全策略。超属性的跟踪监视器分析以树形Kripke结构的形式由公共前缀组织的跟踪日志，或者以非循环Kripke结构的形式由公共前缀和公共后缀组织的跟踪日志。与跟踪属性的运行时验证技术不同，监视器跟踪规范的状态，但通常不需要存储跟踪，超属性的监视器重复模型检查不断增长的Kripke结构。这就要求对树型和非循环Kripke结构的模型检验问题进行严格的复杂性分析。我们表明，对于树，Kripke结构的大小的复杂性是L-完全的，独立于HyperLTL公式中的量词交替的数量。对于非循环Kripke结构，复杂度是PSPACE完全的（在对应于量词交替数量的多项式层次结构的级别中）。Kripke结构的大小和HyperLTL公式的长度的组合复杂度对于树和非循环Kripke结构都是PSPACE完全的，并且对于树和无交替HyperLTL公式的相关情况低至NC。因此，Kripke结构和公式的大小和形状对模型检验问题的复杂性具有显著影响。
2021-01-19 cs.LO
Logical complexity of graphs: a survey
本文讨论了一阶逻辑中有限图的可定义性，它具有两个表示顶点邻接和相等的关系符号。图$G$的逻辑深度$D(G)$等于定义$G$直到同构的句子的最小量词深度。逻辑宽度$W(G)$是在这样的句子中出现的变量的最小数目。逻辑长度$L(G)$是最短定义语句的长度。我们调查已知的估计，这些图的参数，并讨论他们的关系到其他主题（如效率的Weisfeiler-Lehman算法在同构测试，随机图的演变，定量特征的零一律，或贡献的弗兰克拉姆齐的研究希尔伯特的Entscheidungsproblem）。此外，我们跟踪一个图的描述性复杂性的行为，因为逻辑变得更加严格（例如，只允许定义有限数量的变量或量词交替）或更可表达（后与计数量词供电）。
2013-04-29 cs.CC cs.LO math.CO
OSVAuto: automatic proofs about functional specifications in OS verification
本研究提出OSVAuto工具，通过编码OS常见数据类型命题为SMT形式并扩展序列量词实例化方法，实现uC-OS/II内核验证中大量函数规范证明义务的自动求解，降低证明工作量。
2025-05-22 cs.LO cs.SC
Monitoring Hyperproperties over Observed and Constructed Traces
Zeroth Research（零次研究）；Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究所）
本文提出一种监控超属性的方法，通过引入生成函数构造轨迹，扩展超节点逻辑，首次实现对含交替轨迹量词的异步超属性的运行时监控。
2026-10-11 cs.LO
