【摘 要】
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计算机软、硬件系统的安全可靠影响着社会各领域的发展,进而人们提出了形式化验证技术,为系统设计的正确性提供保障。在形式化验证中,常用迁移系统(Kripke结构)对系统进行建模,而线性时间属性作为系统规范中一类基础性质,则被抽象为无限序列集合或线性时态逻辑等。特别地,线性时间属性中有一类至关重要的属性——安全性,其断言系统运行时“坏”的事情不会发生。安全性验证是线性时间属性验证的理论基石。随着系统的日
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计算机软、硬件系统的安全可靠影响着社会各领域的发展,进而人们提出了形式化验证技术,为系统设计的正确性提供保障。在形式化验证中,常用迁移系统(Kripke结构)对系统进行建模,而线性时间属性作为系统规范中一类基础性质,则被抽象为无限序列集合或线性时态逻辑等。特别地,线性时间属性中有一类至关重要的属性——安全性,其断言系统运行时“坏”的事情不会发生。安全性验证是线性时间属性验证的理论基石。随着系统的日益复杂,安全性验证的定量扩展引起了学术界和工业界的重视,即从验证一个系统是否满足给定的安全性,逐渐转变为衡量一个系统多大程度满足安全性。而度量迁移系统理论框架的提出,为安全性定量验证的发展开辟了一条新途径。本文研究度量迁移系统中安全性的推广问题及其定量验证问题,主要工作如下:1.将安全性的概念提升到度量迁移系统上。首先,给出线性时间属性在度量迁移系统中的形式化定义,称为度量线性时间属性,并尽可能多地保留其优良性质;然后,引入一种距离阈值?,为度量迁移系统与度量线性时间属性之间的满足关系提供定量分析方法;基于度量线性时间属性,定义一种近似安全性,称为?-安全性;进一步,从闭包特性的角度给出?-安全性另一种等价的刻画形式。2.研究?-安全性的验证问题。针对一类特殊的?-安全性,采用自动机理论,将这类?-安全性的验证问题规约为传统的不变式属性验证问题,其中不变式属性是一类特殊的安全性;进而给出验证算法,以此来检验一个度量迁移系统是否近似地满足一个?-安全性;随后,引入一个实例来阐述这些结论在实际应用中的适用性。3.对度量背景下的线性时态逻辑进行扩充,称为度量线性时态逻辑,使其能充分地刻画度量线性时间属性;在度量线性时态逻辑与?-安全性之间建立关系,以此为度量背景下安全性验证的进一步发展提供理论支撑。
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