|
|
Transducers in Automata Library Mata
Chocholatý, David ; Lengál, Ondřej (oponent) ; Holík, Lukáš (vedoucí práce)
We implement finite transducers in a new fast and simple automata library Mata. Finite transducers are finite state machines modelling rational relations. Our primary use case for finite transducers is encoding replace operations (replacing a word or a regular pattern with a string literal). A recent automata-based SMT string solver Z3-Noodler uses Mata as a backbone of its decision procedure. Z3-Noodler needs finite transducers to analyse string manipulating programs with replace operations. The analysis of said programs used in web applications prevents software attacks such as cross-site scripting (XSS) or code injection. The distinctive features of Mata include simplicity (simple to use, modify and extend) and efficiency (fast to run). We design the representation and algorithms for finite transducers to fit the simplicity and efficiency requirements. We inherit and extend the existing data structures and algorithms for finite automata in Mata to represent the finite transducers and their operations. The representation for finite transducers serves as a common data structure and interface for the finite transducers and future representation of automata using multi-terminal binary decision diagrams to handle large alphabets. We further extend the design with algorithms to construct finite transducers modelling replace operations defined in SMT-LIB. Finally, we run an experimental evaluation of performance of finite transducers in Mata on a new benchmark with replace operations from runs of Z3-Noodler and from solving problems in pattern matching.
|
|
|
Finding Weaknesses of Hyperscan
Hrabovský, Jiří ; Vojnar, Tomáš (oponent) ; Síč, Juraj (vedoucí práce)
This Bachelor's thesis aims to explain how the open sourced regular expression matcher Hyperscan works, and provide overview of algorithms it uses internally. The second objective is conducting experiments to determine how much can the performance of the matcher be affected by the scanned text. Based on the source code and articles by the authors of Hyperscan the overview of how Hyperscan scans the text for patterns is provided in chapter 3 and the implementations of NFA (Nondeterministic Finite Automata) used by the Hyperscaned are explained in chapter 4. How could the matcher be slowed down by input text is discussed and approach focusing on specific implementation of NFA used by Hyperscan is proposed. Generator using the proposed approach that is able to generate text for some expressions, that when scanned using Hyperscan with the given expression takes significantly longer that normal text. Conducted benchmark showed that for some expressions the generated text caused the Hyperscan to scan significantly longer. The most affected regular expression took more than 8000 times longer when scanning the generated text than the random text.
|
|
|
Učení se automatů pro rychlou detekci anomálií v síťovém provozu
Hošták, Viliam Samuel ; Matoušek, Petr (oponent) ; Holík, Lukáš (vedoucí práce)
Táto práca sa zaoberá rýchlou detekciou sieťových anomálií na základe učenia automatov. Popisuje a porovnáva niekoľko vybraných algoritmov učenia automatov, vrátane ich aplikácie na učenie sieťových charakteristík. Pre takto naučené automaty je navrhnutých niekoľko metód detekcie sieťových anomálií, ktoré umožňujú odhaliť tak sekvenčné, ako aj štatistické anomálie v rámci komunikácie. Za týmto účelom využívajú mechanizmy samotných automatov, ich transformáciu, či štatistickú analýzu. Navrhované metódy detekcie boli implementované a vyhodnotené na prevádzke protokolu IEC 60870-5-104 používaného v industriálnych kontrolných systémoch.
|
|
|
Srovnání rychlosti moderních systémů pro vyhledávání regulárních výrazů
Trávníček, Jan ; Kořenek, Jan (oponent) ; Kaštil, Jan (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce popisuje způsob srovnání rychlosti moderních nástrojů pro vyhledávání regulárních výrazů. Pro srovnání rychlosti jednotlivých nástrojů je použita množina regulárních výrazů z IDS systému Snort, kde jsou zadány v PCRE notaci. Tyto regulární výrazy jsou vyhodnocovány různými nástroji a získané výsledky jsou porovnávány mezi sebou. V této práci je také řešen matematický a praktický pohled na pojem regulární výraz a převod regulárních výrazů jazyka Perl do notace regulárních výrazů POSIX.
|
|
|
Abstraction of State Languages in Automata Algorithms
Chocholatý, David ; Síč, Juraj (oponent) ; Holík, Lukáš (vedoucí práce)
We explore possibilities of using various abstractions of finite automata languages in optimization of automata algorithms used in automata reasoning. We focus on abstracting languages of states to sets of accepted lengths of word or Parikh images, represented as semi-linear sets, and explore options of using them to optimize automata constructions by pruning states based on abstractions of their languages. We propose several abstractions and work on optimizing their performance. We use two common finite automata problems, synchronous product construction and deciding the emptiness of finite automata intersection, as benchmark problems on which we test our optimizations. Nevertheless, our abstractions are applicable on many other typical automata operations, e.g., complement generation etc. Our experiments show that the proposed optimizations reduce generated state space for both benchmark problems substantially.
|
|
| |
|
|
Hledání regulárních výrazů s využitím technologie FPGA
Kaštil, Jan ; Martínek, Tomáš (oponent) ; Kořenek, Jan (vedoucí práce)
V práci je vysvětluje několik algoritmů pro vyhledávání výrazů v textu. Algoritmy pracují v software i hardware. Část práce se zabývá rozšířením konečných automatů. Další část práce vysvětluje, jak funguje hash a představuje koncept perfektního hashování a CRC. Součástí práce je návrh možné struktury vyhledávací jednotky založené na deterministických konečných automatech v FPGA. V rámci práce byly provedeny exprimenty pro zjištění podoby výsledných konečných automatů.
|
|
|
Efficient Algorithms for Counting Automata
Mikšaník, David ; Holík, Lukáš (oponent) ; Lengál, Ondřej (vedoucí práce)
Counting automata (CAs) are classical finite automata extended with bounded counters. They still denote the class of regular languages but in a more compact way than finite automata. Since CAs are a recent model, there is a gap in the knowledge of efficient algorithms implementing various operations on the CAs. In this thesis, we mainly focus on an existing subclass of CAs called monadic counting automata (MCAs), i.e., CAs with counting loops on character classes, which are common in practice (e.g., detection of packets in network traffic, log analysis). For this subclass, we efficiently solve the emptiness and inclusion problems. Moreover, we provide two extensions of the class of MCAs (but not beyond the class of CAs) and efficiently solve the emptiness problem for them. MCAs naturally arise from regular expressions that are extended by the counting operator limited only to character classes. Thus our algorithm solving the inclusion problem of MCAs can be used in a new method for solving the inclusion problem of such regular expressions. We experimentally evaluated this method on regular expressions from a wide range of applications and compared it with the naive method. The experiments show that the method using our algorithm is less prone the explode. It also outperforms the naive method if the regular expressions contain counting operators with large bounds. As expected, for the easy cases, the naive method is still faster than the method based on our algorithm.
|
|
|
Efektivní algoritmy pro práci s konečnými automaty
Hruška, Martin ; Rogalewicz, Adam (oponent) ; Lengál, Ondřej (vedoucí práce)
Nedeterministické konečné automaty jsou používány v mnoha oblastech informatiky, mimo jiné také ve formální verifikaci, při návrhu číslicových obvodů nebo pro reprezentaci regulárlních jazyků. Jejich výhodou oproti deterministickým konečným automatům je schopnost až exponenciálně stručnější reprezentace jazyka. Nicméně, tato výhoda může být pozbyta, jestliže je zvolen naivní přístup k implementaci některých operací, jako je na\-pří\-klad test jazykové inkluze dvojice automatů, jehož naivní implementace provádí explicitní determinizaci jednoho z automatů. V nedávné době bylo ale představeno několik nových přístupů, které právě explicitní determinizaci při testu jazykové inkluze předcházejí. Tyto přístupy využívají tzv. antichainů nebo tzv. bisimulace vzhůru ke kongruenci. Cílém této práce je vytvoření efektivní implementace zmíněných přístupů v podobě nového rozšíření knihovny VATA. Vytvořená implementace byla otestována a je až řádově rychlejší v 90% testovaných případů nežli implementace jiné
|
|
|
Lexikální analyzátor pro víceprocesorové počítače
Otáhal, Jiří ; Goldefus, Filip (oponent) ; Čermák, Martin (vedoucí práce)
Cílem práce je vymyslet metodu, která urychlí analýzu zdrojových textů na víceprocesorových počítačích. Pro tento účel aplikace využívá spuštění více procesů pod systémem UNIX. Každý takto vytvořený proces analyzuje předem určený blok ve zdrojovém souboru a poté se ukončí. Výstupem těchto procesů jsou vnitřní struktury, které reprezentují právě daný blok. Ze struktur je již sekvenčně vytvořen mezikód, který se následně interpretuje. Takto provedená paralelní analýza vedla ke zrychlení oproti klasické sekvenční.
|
host ::
RSS.