基于角色的区块链拍卖合约抽象建模及其时间安全性与公平性验证

1

作者 王昌晶 欧阳俊媛 +3 位作者 张取发 左正康 程着 卢家兴 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期225-242,共18页

为提升拍卖合约时间安全性验证效率及验证公平性,提出基于角色的拍卖合约抽象建模及其验证方法。首先,对合约源代码进行基于账户角色的抽象建模,转换为时间自动机网络模型,并对时间安全性进行形式化描述,用UPPAAL工具验证。其次,提取合... 为提升拍卖合约时间安全性验证效率及验证公平性,提出基于角色的拍卖合约抽象建模及其验证方法。首先,对合约源代码进行基于账户角色的抽象建模,转换为时间自动机网络模型,并对时间安全性进行形式化描述,用UPPAAL工具验证。其次,提取合约源代码机制,建立智能合约机制模型,同样转换为时间自动机网络模型,并对4种公平性进行形式化描述,再用UPPAAL验证。最后,通过2个经典案例证明了所提方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 拍卖合约 时间安全性 公平性 时间自动机 UPPAAL

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命令式动态规划类算法程序推导及机械化验证

2

作者 左正康 孙欢 +3 位作者 王昌晶 游珍 黄箐 王唱唱 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期4218-4241,共24页

动态规划是一种递归求解问题最优解的方法,主要通过求解子问题的解并组合这些解来求解原问题.由于其子问题之间存在大量依赖关系和约束条件,所以验证过程繁琐,尤其对命令式动态规划类算法程序正确性验证是一个难点.基于动态规划类算法Is... 动态规划是一种递归求解问题最优解的方法,主要通过求解子问题的解并组合这些解来求解原问题.由于其子问题之间存在大量依赖关系和约束条件,所以验证过程繁琐,尤其对命令式动态规划类算法程序正确性验证是一个难点.基于动态规划类算法Isabelle/HOL函数式建模与验证,通过证明命令式动态规划类算法程序与其的等价性,避免证明正确性时处理复杂的依赖关系和约束条件,提出命令式动态规划类算法程序设计框架及其机械化验证.首先,根据动态规划类算法的优化方法(备忘录方法)和性质(最优子结构性质和子问题重叠性质)描述问题规约、归纳递推关系式和形式化构造出循环不变式,并且基于递推关系式生成IMP(minimalistic imperative programming language)代码;其次,将问题规约、循环不变式和生成的IMP代码输入VCG(verification condition generator),自动生成正确性的验证条件;然后,在Isabelle/HOL定理证明器中对验证条件进行机械化验证.算法首先设计为命令式动态规划类算法的一般形式,并进一步实例化得到具体算法.最后,例证所提框架的有效性,为动态规划类算法的自动化推导和验证提供参考价值. 展开更多

关键词 Isabelle/HOL 机械化验证 动态规划 命令式 VCG

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LLRB算法的函数式建模及其机械化验证

3

作者 左正康 黄志鹏 +4 位作者 黄箐 孙欢 曾志城 胡颖 王昌晶 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期5016-5039,共24页

基于机器定理证明的形式化验证技术不受状态空间限制,是保证软件正确性、避免因潜在软件缺陷带来严重损失的重要方法.LLRB(left-leaning red-black trees)是一种二叉搜索树变体,其结构比传统的红黑树添加了额外的左倾约束条件,在验证时... 基于机器定理证明的形式化验证技术不受状态空间限制,是保证软件正确性、避免因潜在软件缺陷带来严重损失的重要方法.LLRB(left-leaning red-black trees)是一种二叉搜索树变体,其结构比传统的红黑树添加了额外的左倾约束条件,在验证时无法使用常规的证明策略,需要更多的人工干预和努力,其正确性验证是一个公认的难题.为此,基于二叉搜索树类算法Isabelle验证框架,对其附加性质部分进行细化,并给出具体化的验证方案.在Isabelle中对LLRB插入和删除操作进行函数式建模,对其不变量进行模块化处理,并验证函数的正确性.这是首次在Isabelle中对函数式LLRB插入和删除算法进行机械化验证,相较于目前LLRB算法的Dafny验证,定理数由158减少至84,且无需构造中间断言,减轻了验证的负担;同时,为复杂树结构算法的函数式建模及验证提供了一定的参考价值. 展开更多

关键词 LLRB 函数式建模 机械化验证 Isabelle定理证明器 二叉搜索树

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抢占式调度问题的PPTA模型与验证方法

4

作者 左正康 赵帅 +2 位作者 王昌晶 谢武平 黄箐 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期4533-4554,共22页

优先级用于解决诸如在资源共享和安全设计等方面的冲突,已经成为实时系统设计中不可或缺的一部分.对于引入优先级的实时系统,每个任务都会被分配优先级,这就导致低优先级的任务在运行时可能会被高优先级的任务抢占资源,进而给实时系统... 优先级用于解决诸如在资源共享和安全设计等方面的冲突,已经成为实时系统设计中不可或缺的一部分.对于引入优先级的实时系统,每个任务都会被分配优先级,这就导致低优先级的任务在运行时可能会被高优先级的任务抢占资源,进而给实时系统带来抢占式调度问题.现有研究,缺乏一种可以直观表示任务的优先级以及任务之间的依赖关系的建模及自动验证方法.为此,提出抢占式优先级时间自动机(PPTA)并引入抢占式优先级时间自动机网络(PPTAN).首先,通过在时间自动机上添加变迁的优先级来表示任务的优先级,再利用变迁将具有依赖关系的任务相关联,从而可以利用PPTA建模带有优先级的实时任务.在时间自动机上添加阻塞位置,进而利用PPTAN建模优先级抢占式调度问题.其次,提出基于模型的转换方法,将抢占式优先级时间自动机映射到自动验证工具UPPAAL中.最后,通过建模多核多任务实时系统实例并与其他模型进行对比,说明所提模型不仅适用于建模优先级抢占式调度问题并可对其进行准确验证分析. 展开更多

关键词 优先级抢占式调度 抢占式优先级时间自动机 多核多任务实时系统 UPPAAL

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Trie+结构函数式建模、机械化验证及其应用

5

作者 左正康 柯雨含 +3 位作者 黄箐 王玥坤 曾志城 王昌晶 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期4242-4264,共23页

Trie结构是一种使用搜索关键字来组织信息的搜索树,可用于高效地存储和搜索字符串集合.Nipkow等人给出了实现Trie的Isabelle建模与验证,然而其Trie在存储和操作时存在大量的冗余,导致空间利用率不高,且仅考虑英文单模式下查找.为此,基... Trie结构是一种使用搜索关键字来组织信息的搜索树,可用于高效地存储和搜索字符串集合.Nipkow等人给出了实现Trie的Isabelle建模与验证,然而其Trie在存储和操作时存在大量的冗余,导致空间利用率不高,且仅考虑英文单模式下查找.为此,基于索引即键值的思想提出了Trie+结构,相较于传统的索引与键值分开存储的结构能减少50%的存储空间,大大提高了空间利用率.并且,对Trie+结构的查找、插入、删除等操作给出了函数式建模及其严格的机械化验证,保证操作的正确性和可靠性.进一步,提出一种匹配算法的通用验证规约,旨在解决一系列的匹配算法正确性验证问题.最后,基于Trie+结构与匹配算法通用验证规约,建模和验证了函数式中英文混合多模式匹配算法,发现并解决了现有研究中的基于完全哈希Trie的多模式匹配算法的模式串前缀终止的Bug.该Trie+结构以及验证规约在提高Trie结构空间利用率和验证匹配算法中,有一定的理论和应用价值. 展开更多

关键词 Trie+ 函数式建模 机械化验证 多模式匹配算法

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基于最大半环的DP问题函数式建模与验证

6

作者 王唱唱 游珍 +1 位作者 孙欢 王昌晶 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期294-300,310,共8页

针对在DP问题算法的设计和推导中缺乏对DP问题函数式建模算法与验证的细致研究,该文首先通过深入分析最大半环与DP类问题递推关系式的对应关系,找到满足最大半环性质的一类DP问题,使用最大半环对该类DP问题进行函数式建模;然后将实现的... 针对在DP问题算法的设计和推导中缺乏对DP问题函数式建模算法与验证的细致研究,该文首先通过深入分析最大半环与DP类问题递推关系式的对应关系,找到满足最大半环性质的一类DP问题,使用最大半环对该类DP问题进行函数式建模;然后将实现的基于最大半环的函数式建模算法与Wimmer定义的递归函数结果进行等价性验证,从而保证了函数式建模算法的正确性;最后通过对lcs问题案例分析,验证了该方法的可行性和有效性. 展开更多

关键词 DP问题 最大半环 函数式建模 验证

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基于模型驱动的分治并行函数式程序生成及自动验证

7

作者 王昌晶 王忠文 +2 位作者 潘丞 黄箐 左正康 《信息安全学报》 CSCD 2023年第3期85-102,共18页

并行计算作为人工智能发展的动力,使得并行算法的可解释性和安全性成为人工智能领域重要研究方向。形式化方法以数理逻辑为基础,已经成为复杂安全苛求系统可信构建的重要方法,而函数式编程则在算法领域中具有更强的数学表达性。本文旨... 并行计算作为人工智能发展的动力,使得并行算法的可解释性和安全性成为人工智能领域重要研究方向。形式化方法以数理逻辑为基础,已经成为复杂安全苛求系统可信构建的重要方法,而函数式编程则在算法领域中具有更强的数学表达性。本文旨在提出一种基于模型驱动的分治并行函数式程序生成及自动验证方法,融合形式化方法,以解决目前分治并行程序生成和验证中缺乏可解释性、易错、低可信度等问题。首先,采用分划递推法和循环不变式等新策略推导出串行算法;然后,利用辅助函数和算法连接函数将其提升为并行算法,并使用我们提出的并行算法设计语言Radl+进行描述;进而,采用同态定理验证框架在Isabelle中验证算法连接函数满足同态定理,即提升后的算法可并行化;最后,提出了Radl+→Haskell转换规则,设计了“Radl+→Haskell并行程序生成系统”软件原型。实验结果表明,本文能够生成和验证一系列算法的并行函数式程序,并且能够产生良好的加速比。本文方法不仅具有一定的可解释性,而且自动验证减少了传统手工验证易错性和繁琐的工作量,保证算法正确性和提高安全性,对大幅度提升高可信并行函数式程序的开发效率具有重要意义。 展开更多

关键词 模型驱动 分治并行 函数式程序 程序生成 自动验证

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一种基于UPPAAL的智能合约属性形式化验证方法 被引量：1

8

作者 张取发 王昌晶 +3 位作者 左正康 卢家兴 廖云燕 王渊 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第1期45-51,共7页

针对智能合约的属性验证问题,该文提出了一种基于UPPAAL的智能合约属性形式化验证方法.首先定义了Solidity基本语句的操作语义及其到时间自动机的转换,将智能合约转换成时间自动机网络模型;然后定义并描述智能合约常见的安全性和活性,... 针对智能合约的属性验证问题,该文提出了一种基于UPPAAL的智能合约属性形式化验证方法.首先定义了Solidity基本语句的操作语义及其到时间自动机的转换,将智能合约转换成时间自动机网络模型;然后定义并描述智能合约常见的安全性和活性,再使用模型检测工具UPPAAL验证智能合约的属性;最后对购物合约进行了建模与验证,验证了该方法的有效性. 展开更多

关键词 智能合约 UPPAAL 时间自动机 安全性 活性

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SRLtoRadl生成系统及其范畴论语义 被引量：11

9

作者 王昌晶 薛锦云 左正康 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期137-143,共7页

形式化软件规约技术是保证软件质量和提高软件生产率非常有用和重要的手段,但是形式化软件规约的获取是需求工程中一项相当困难的任务.本文针对问题需求自动化转换为形式化规约这个重要问题,研究从结构化需求语言SRL到形式化规约语言Rad... 形式化软件规约技术是保证软件质量和提高软件生产率非常有用和重要的手段,但是形式化软件规约的获取是需求工程中一项相当困难的任务.本文针对问题需求自动化转换为形式化规约这个重要问题,研究从结构化需求语言SRL到形式化规约语言Radl自动生成系统及其高可靠性理论.为此,设计了一种受控自然语言-结构化需求语言SRL来描述问题需求;使用基于规则的方法,将结构化需求语言SRL通过分析-转换-综合三阶段生成为形式化软件规约Radl;在该方法的指导下,设计并实现了从结构化需求语言SRL到形式化软件规约Radl的生成系统SRLtoRadl;进一步,使用范畴论框架建立了SRLtoRadl生成系统生成过程的语义模型.实际效果表明该系统能有效的生成高质量形式化软件规约Radl. 展开更多

关键词 结构化需求语言 形式化软件规约 自动生成系统 高可靠 范畴论语义

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基于问题模式的形式化软件规格说明生成方法 被引量：5

10

作者 王昌晶 罗海梅 左正康 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期352-360,共9页

精确的形式化软件规格说明是软件描述、开发与验证的基础,而工业界普遍使用非(半)形式化的表示定义与描述用户需求,如何由非(半)形式化的用户需求生成形式化软件规格说明是需求工程的难点之一.将设计模式的概念进行扩展,定义了问题模式... 精确的形式化软件规格说明是软件描述、开发与验证的基础,而工业界普遍使用非(半)形式化的表示定义与描述用户需求,如何由非(半)形式化的用户需求生成形式化软件规格说明是需求工程的难点之一.将设计模式的概念进行扩展,定义了问题模式,提出了一种基于问题模式形式化软件规格说明生成方法.该方法从结构化自然语言SNL描述的高层问题需求出发,通过选择知识库中的问题模式逐步精化得到各个新的子问题对应的形式化规格说明,之后对各个子问题组合并进行优化以得到最终的形式化规格说明.进一步,使用模型精化演算的原理与概念给出了该生成方法的理论基础.采用算法程序领域作为研究对象并使用Radl语言作为形式化规格说明语言.通过算法程序领域中的典型实例对这一方法进行了详细的描述,实际效果表明该方法能有效地生成高质量形式化规格说明. 展开更多

关键词 形式化软件规格说明 生成方法 问题模式 模型精化演算 算法程序

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从C++模板到STL 被引量：7

11

作者 王昌晶 薛锦云 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第4期321-324,共4页

该文以一个作用于不同数据结构上的搜索算法为例 ,先说明了C ++模板支持泛型的不足 ,然后引入迭代算子改造了这个搜索算法 ,展示了STL支持泛型的强大能力 .

关键词 C++ STL 泛型 搜索算法 数据结构 模板 支持 算子 迭代

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Radl形式规格说明相对正确性研究 被引量：6

12

作者 王昌晶 薛锦云 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期715-729,共15页

在形式规格说明的获取任务中,一个重要问题是验证获取得到的形式规格说明的正确性.即给定一个问题需求P,往往可以获取多种不同形式的规格说明,如何验证这些不同形式的规格说明均正确?问题需求的非(半)形式化与形式规格说明的形式化两者... 在形式规格说明的获取任务中,一个重要问题是验证获取得到的形式规格说明的正确性.即给定一个问题需求P,往往可以获取多种不同形式的规格说明,如何验证这些不同形式的规格说明均正确?问题需求的非(半)形式化与形式规格说明的形式化两者之间差异的本性,使得该问题成为软件需求工程中一个具有挑战性的问题.提出一种基于形式化推导的方法来验证同一问题不同形式规格说明的相对正确性,通过证明不同形式规格说明与问题需求某个最为直截明了的形式规格说明Si等价来实现,而Si使用PAR方法和PAR平台转换为可执行程序,通过测试已经得到确认.为了支持该方法,进一步提出了扩展的逻辑系统和辅助证明算法.使用Radl语言作为形式规格说明语言,通过排序搜索、组合优化领域的两个典型实例对该方法进行了详细的阐述.实际使用效果表明,该方法不仅能够有效地验证Radl形式规格说明的正确性,还具备良好的可扩充性.该方法在规格说明的正确性验证、算法优化、程序等价性证明等研究领域具有潜在的理论意义与应用价值. 展开更多

关键词 形式规格说明 相对正确性 确认 扩展的逻辑系统 辅助证明算法

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PAR平台从规约出发的算法推导与自动生成 被引量：5

13

作者 王昌晶 薛锦云 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第2期41-42,59,共3页

简要介绍PAR方法及其支撑平台,使用PAR方法及其平台从规约出发形式化推导并生成了两个典型的算法程序。PAR方法及其平台使用一阶谓词逻辑表示功能规约,分划与递推来进行算法形式推导,各种转换系统来自动生成算法程序。这显著地提高了算... 简要介绍PAR方法及其支撑平台,使用PAR方法及其平台从规约出发形式化推导并生成了两个典型的算法程序。PAR方法及其平台使用一阶谓词逻辑表示功能规约,分划与递推来进行算法形式推导,各种转换系统来自动生成算法程序。这显著地提高了算法程序的正确性和开发效率,也有助于深刻地理解算法设计思想。 展开更多

关键词 PAR方法 PAR平台 规约 形式推导

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一种基于Concurrent Apla语言的共享内存并发分布式算法2层验证方法 被引量：2

14

作者 王昌晶 余小军 +2 位作者 沈德明 罗海梅 左正康 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第3期301-306,共6页

形式化验证共享内存并发分布式算法已成为当前极具挑战性的问题之一,尤其是在云计算、多核、无线传感器网络、分布式数据库、区块链环境下.该文基于研究团队在形式化规约语言和方法、算法形式推导和验证方面的已有工作,以自定义泛型抽... 形式化验证共享内存并发分布式算法已成为当前极具挑战性的问题之一,尤其是在云计算、多核、无线传感器网络、分布式数据库、区块链环境下.该文基于研究团队在形式化规约语言和方法、算法形式推导和验证方面的已有工作,以自定义泛型抽象顺序设计语言Apla为基础,进一步研究并提出简明、高抽象用于并发分布式计算的Concurrent Apla语言,使其既支持顺序算法的验证又能有效地验证并发分布式算法.在依赖-卫式推理的基础上,提出一种新颖的2层并发分布式算法形式化验证方法,其中系统层用于处理并发级验证,而组件层用于处理顺序级验证.最后,通过2个实例验证了该方法的有效性和可行性. 展开更多

关键词 并发分布式计算 依赖-卫式推理 CONCURRENT APLA 形式化验证

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基于模型驱动的Web服务建模与三阶段模型转换方法 被引量：2

15

作者 王昌晶 丁希龙 +2 位作者 陈茜 罗海梅 左正康 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2022年第S02期787-800,共14页

精确的描述Web服务的语义对Web服务的发现、执行、动态组合和交互至关重要。为支持Web服务建模,提出从抽象到具体4个模型:Radl-WS服务需求模型、Apla服务设计模型、Java可执行代码、WSDL/RESTful API。为支持模型转换,进一步提出一种三... 精确的描述Web服务的语义对Web服务的发现、执行、动态组合和交互至关重要。为支持Web服务建模,提出从抽象到具体4个模型:Radl-WS服务需求模型、Apla服务设计模型、Java可执行代码、WSDL/RESTful API。为支持模型转换,进一步提出一种三阶段转换生成Web服务可执行代码的方法:第一阶段将Radl-WS服务需求建模语言转换为Apla服务设计语言;第二阶段将Apla服务设计语言通过相关转换工具生成可执行代码;第三阶段将可执行代码封装成服务。进而研究了三阶段模型转换的语义正确性,最后通过实例,展示了所提方法的实际效果。 展开更多

关键词 代数规范 模型驱动 WEB服务 建模语言 模型转换

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算法及其时间复杂度可同步形式化推导的方法 被引量：3

16

作者 王昌晶 薛锦云 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2008年第3期681-683,共3页

对在长期的算法研究中提出的PAR方法和PAR平台引入时间谓词加以扩展,不仅可以形式化推导出顺序查找和二分查找问题的算法程序,而且这两个问题关于时间复杂度的递归方程式也可同步且自然地推导得到。这为开发并验证高效率的算法开辟了一... 对在长期的算法研究中提出的PAR方法和PAR平台引入时间谓词加以扩展,不仅可以形式化推导出顺序查找和二分查找问题的算法程序,而且这两个问题关于时间复杂度的递归方程式也可同步且自然地推导得到。这为开发并验证高效率的算法开辟了一条新途径。 展开更多

关键词 分划递推方法 形式化推导 时间复杂度 递归方程式

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Huffman算法程序的形式化推导 被引量：1

17

作者 王昌晶 罗海梅 +1 位作者 左正康 薛锦云 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期49-51,共3页

使用PAR方法形式化推导了解决最优编码问题的Huffman算法。推导过程充分利用最优编码树的特性,在对原问题进行分划归约为子问题时,引入一个新元素来取代原来的2个或多个元素,使用一套接近数学语言的抽象记号表示集合、二叉树等,推导过... 使用PAR方法形式化推导了解决最优编码问题的Huffman算法。推导过程充分利用最优编码树的特性,在对原问题进行分划归约为子问题时,引入一个新元素来取代原来的2个或多个元素,使用一套接近数学语言的抽象记号表示集合、二叉树等,推导过程简洁且能生成正确的算法。该Huffman算法能在PAR平台上通过自动生成系统转换成可执行语言程序,并正常运行。 展开更多

关键词 PAR方法 形式化推导 最优编码 HUFFMAN算法

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模型驱动的Dafny程序形式化生成与自动验证 被引量：1

18

作者 王昌晶 贺江飞 +2 位作者 罗海梅 左正康 许帆 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第4期378-384,共7页

Dafny是一种内置规范结构的编程语言和静态程序证明器,它能验证程序的功能正确性以及将证明过程自动化,这既提高了软件开发的效率,又极大增强了软件开发的可靠性.该文探索了一种模型驱动的Dafny程序形式化生成的方法.首先,从问题的Radl... Dafny是一种内置规范结构的编程语言和静态程序证明器,它能验证程序的功能正确性以及将证明过程自动化,这既提高了软件开发的效率,又极大增强了软件开发的可靠性.该文探索了一种模型驱动的Dafny程序形式化生成的方法.首先,从问题的Radl规约出发,根据规约变换技术得到其Radl算法;然后,根据PAR方法中循环不变式开发新策略得到问题的循环不变式;最后,在Radl算法和循环不变式基础上利用模型等价转换规则生成Dafny程序,并由Dafny证明器自动验证其功能正确性.用该方法解决了2个典型问题的算法程序开发与验证,证实了该方法能够有效地提高Dafny程序的生成效率和可靠性. 展开更多

关键词 模型驱动 Dafny程序 循环不变式 形式化生成 自动验证

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基于模型驱动的Web服务符号执行与验证 被引量：1

19

作者 王昌晶 陈茜 +2 位作者 丁希龙 罗海梅 左正康 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第1期37-48,共12页

Web服务测试与验证是保证Web服务功能正确的关键,目前大多数Web服务的研究无法对程序路径穷举遍历,不能保证分析的完备性.针对该不足,在基于模型驱动的3阶段Web服务模型转换生成方法的基础上,该文对转换生成的Java代码进行符号执行与形... Web服务测试与验证是保证Web服务功能正确的关键,目前大多数Web服务的研究无法对程序路径穷举遍历,不能保证分析的完备性.针对该不足,在基于模型驱动的3阶段Web服务模型转换生成方法的基础上,该文对转换生成的Java代码进行符号执行与形式化验证.符号执行方法可对程序运行的所有路径进行分析,为程序测试提供高覆盖率的测试用例,可以触发深层的程序错误,进而在Java代码中加入JML方法契约,可对Web服务进行形式化验证.通过PayPal Web服务案例,采用模型驱动的方法将Web服务模型转换生成方法生成Java代码,使用自动化工具对Java代码进行符号执行;将Radl-WS服务建模语言转换为JML方法契约,并对Java代码进行形式化验证.符号执行与形式化验证方法确保了生成的Java代码可靠性与正确性,提高了自动化程度. 展开更多

关键词 WEB服务 Radl-WS JAVA代码 符号执行 验证

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基于扩展逻辑变换系统_μTS证明循环优化正确性 被引量：2

20

作者 王昌晶 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期1863-1873,共11页

循环优化对于提高Cache性能、发掘程序的并行性以及减少执行循环的开销都有着重要的作用,证明带循环优化功能的现代编译器的正确性已成为可信编译的一个挑战性的问题.形式化证明一个羽翼丰满的优化编译器本质上是不可行的,可以使用替代... 循环优化对于提高Cache性能、发掘程序的并行性以及减少执行循环的开销都有着重要的作用,证明带循环优化功能的现代编译器的正确性已成为可信编译的一个挑战性的问题.形式化证明一个羽翼丰满的优化编译器本质上是不可行的,可以使用替代的方法,即不是证明优化编译器本身,而是形式化证明每一次循环变换前后编译对象的正确性.提出一种新颖的基于扩展逻辑变换系统μTS来证明循环优化正确性的方法.系统μTS在逻辑变换系统TS的基础上扩展了若干条派生规则,经谓词抽象将源程序与目标程序转换为形式化Radl语言后,使用μTS的派生规则能证明常见循环变换的正确性,如循环融合、循环分配、循环交换、循环反转、循环分裂、循环脱皮、循环调整、循环展开、循环铺盖、循环判断外提、循环不变代码外提等.循环优化可以看作一系列循环变换的组合,从而系统μTS能证明循环优化的正确性.为了支持自动化证明循环优化的正确性并出示证据,进一步提出了一个辅助证明算法.最后通过一个典型实例对这一方法进行了详细的阐述,实际效果表明了该方法的有效性.该方法对设计高可信优化编译器具有重要的指导意义. 展开更多

关键词 循环优化 可信编译 扩展逻辑变换系统 循环变换 辅助证明算法

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