|
|
Automata in Infinite-state Formal Verification
Lengál, Ondřej ; Jančar, Petr (oponent) ; Veith, Helmut (oponent) ; Esparza, Javier (oponent) ; Vojnar, Tomáš (vedoucí práce)
The work presented in this thesis focuses on finite state automata over finite words and finite trees, and the use of such automata in formal verification of infinite-state systems. First, we focus on extensions of a previously introduced framework for verifi cation of heap-manipulating programs-in particular programs with complex dynamic data structures-based on tree automata. We propose several extensions to the framework, such as making it fully automated or extending it to consider ordering over data values. Further, we also propose novel decision procedures for two logics that are often used in formal verification: separation logic and weak monadic second order logic of one successor. These decision procedures are based on a translation of the problem into the domain of automata and subsequent manipulation in the target domain. Finally, we have also developed new approaches for efficient manipulation with tree automata, mainly for testing language inclusion and for handling automata with large alphabets, and implemented them in a library for general use. The developed algorithms are used as the key technology to make the above mentioned techniques feasible in practice.
|
|
|
Nástroj pro statickou analýzu programů se seznamy
Kotoun, Michal ; Lengál, Ondřej (oponent) ; Vojnar, Tomáš (vedoucí práce)
Tvorba softwarového analyzátoru je komplexní úloha -- je nutno implementovat parsování zdrojového kódu, reprezentaci instrukcí, abstrakci hodnot, uživatelské rozhraní, ... a také analýzu samu. Abychom předešli zbytečné práci vývojářů analýz, rozhodli jsme se vytvořit framework pro statickou analýzu programů. Předkládáme obecný návrh frameworku zvaného Angie s důrazem na jeho použitelnost a popisujeme prototyp frameworku, včetně modelové analýzy založené na symbolických paměťových grafech. Angie je implementován v C++ a používá nástroje z kolekce LLVM pro parsování zdrojového kódu analyzovaných programů.
|
|
|
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
|
|
|
Překladač grafu toků dat do logiky bitových vektorů
Sušovský, Tomáš ; Lengál, Ondřej (oponent) ; Smrčka, Aleš (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je vytvořit a implementovat nástroj pro překlad modelů grafů toků dat do formátu SMT-LIB. Práce navazuje na projekt HADES výzkumné skupiny VeriFIT Fakulty informačních technologií Vysokého učení technického v Brně. V řešení bylo použito překladače vytvářejícího z původního grafu objektový model. Objektový model je možné převést do zápisu ve formátu SMT-LIB a přidat do něj aserce požadovaných vlastností systému. Pro ověřování vlastností závisejících na změnách systému je použita metoda rozbalování smyček s uživatelem zadanou hranicí maximálního počtu rozbalení. Možnosti vytvořeného nástoje jsou demonstrovány na sadě modelů grafů toků dat pokrývající všechny prvky vstupního jazyka VAM a jejich kombinace. Výsledek této práce představuje nové možnosti pro zpracování grafů toků dat ve formátu VAM a jejich verifikaci.
|
|
|
Dynamická detekce a léčení časově závislých chyb nad daty v prostředí Java
Letko, Zdeněk ; Kolář, Dušan (oponent) ; Vojnar, Tomáš (vedoucí práce)
Hledání chyb plynoucích ze souběžného zpracovávání výpočtů je obtížné. Proto se tato diplomová práce zabývá detekcí a léčením časově závislých chyb nad daty a chyb plynoucích z nesprávné atomicity operací v prostředí Java. Práce prezentuje dva různé algoritmy pro detekci. Jedním z nich je nový algoritmus nazvaný AtomRace, který detekuje časově závislé chyby nad daty jako speciální případ nesprávné atomicity operací. Následné léčení detekovaných chyb je založeno na potlačení opakování chyby, buď zavedením přídavné synchronizace, nebo legálním ovlivňováním plánovače Javy, za účelem vynucení správné atomicity operací. Navržená architektura, která pracuje souběžně se sledovaným programem, využívá ke sledování a ovlivňování výpočtu techniku instrumentace na úrovni Java bytecode. Architektura a algoritmy byly implementovány a otestovány v několika případových studiích.
|
|
| |
|
|
Lidské rozhraní k automatovým knihovnám nástroje MONA
Pyšný, Radek ; Šimáček, Jiří (oponent) ; Rogalewicz, Adam (vedoucí práce)
Konečné stromové automaty jsou formalismem používaným v mnoha různých oblastech informatiky, mimo jiné v oblasti formální verifikace. V současné době existuje několik nástrojů pro práci s konečnými stromovými automaty, avšak knihovny nástroje MONA jsou pro tyto účely nejlepší. Právě konečné stromové automaty jsou častým nástrojem pro formální verifikaci počítačových systémů, které pracují s dynamickými datovými strukturami. Způsob, jakým je realizováno zadávání konečných stromových automatů pro knihovny nástroje MONA , je pro člověka značně náročný, protože je nutné funkci přechodu konečného stromového automatu zadat ve formě několika multiterminálních binárních rozhodovacích diagramů. Cílem této diplomové práce je navrhnout a implementovat nástroj pro převod konečných stromových automatů zapsaných výčtem pravidel do interního formátu nástroje MONA .
|
|
|
Nástroj pro abstraktní regulární model checking
Chalk, Matěj ; Rogalewicz, Adam (oponent) ; Hruška, Martin (vedoucí práce)
Metody formální verifikace mohou poskytnout automatizované ověření korektnosti softwaru (stavěné na matematických základech), což je velmi důležité. Jednou z těchto metod je abstraktní regulární model checking, jenž používá konečné automaty a převodníky pro reprezentaci množiny dosažitelných konfigurací, respektive jednokrokového přechodu mezi těmito konfiguracemi. Přestože tato metoda řeší obecně nerozhodnutelné problémy, umožňuje terminaci v mnoha praktických případech a navíc výrazně zmírňuje problém stavové exploze. Tohoto dosahuje urychlením výpočtu dosažitelných stavů pomocí inkrementálního zjemňování abstrakcí, k odstranění neplatných protipříkladů vzniklých nadaproximací pak slouží technika zjemňování abstrakce založená na protipříkladech. Cílem této práce je vytvořit dobře navržený nástroj pro abstraktní regulární model checking, jenž byl dosud implementován pouze v prototypech. Nový nástroj bude systémy modelovat pomocí symbolických automatů a převodníků namísto jejich (méně stručných) klasických alternativ.
|
|
|
Verifikovaná knihovna datových struktur
Rychnovský, Jan ; Holík, Lukáš (oponent) ; Lengál, Ondřej (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá metodikou psaní verifikovaných programů pomocí nástroje VCC. Zmíněná metodika je založena na principu doplnění kódu programu o anotace, jež poskytují specifikaci požadované funkcionality. Nástroj VCC pak prostřednictvím formálních metod určí zda zdrojový kód splňuje danou specifikaci či ne. V první části práce je popsána formální verifikace a zmíněny tři základní přístupy k ní. Následně jsou popsány problémy splnitelnosti výrokových formulí (SAT) a splnitelnosti formulí v teoriích predikátové logiky (SMT). Práce se dále věnuje popisu verifikačního nástroje VCC, jeho funkčnosti, metodice, syntaxi a sémantice příkazů jeho anotačního jazyka BoogiePL. Druhá část textu je zaměřena na popis návrhu a implementace verifikované knihovny datových struktur obsahující jednosměrný, dvousměrný a kruhový seznam, binární vyhledávací strom a Treiberův zásobník. Závěr práce diskutuje získané poznatky o programovací metodice založené na psaní verifikovaného kódu.
|
|
|
Řídicí systém pro automatické montážní pracoviště
Jakeš, Libor ; Beran,, Jan (oponent) ; Hynčica, Ondřej (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá naprogramováním řídicího systému pro automatizované montážní pracoviště zadních opěradel do osobních aut. V teoretické části je popis stanoviště, PLC, robota, elektrický utahováku a inteligentní kamery Sick. V praktické části jsou popsány vytvořené programy řídicího systému automatizovaného stanoviště. Dále je ještě v praktické části vysvětleno vytvoření modelu stanoviště a následné provedení formální verifikace základních bezpečnostních a funkčních vlastností.
|
host ::
RSS.