Model checking nekonečně stavových systémů založený na inferenci jazyků

Abstract

Regulární model checking je metoda pro verifikaci nekonečně stavových systémů. Je založena na kódování jejich konfigurace jako slov nad konečnou abecedou, množiny konfigurací jako konečného automatu a přechodů jako konečných transducerů. Je zde představen nový přístup k regulárnímu model checkingu založený na odvozování regulárních jazyků. Metoda je založena na prozkoumávání nekonečně stavového systému, jehož chování může být modelováno použitím transducerů, které zachovávají délku řetězců a jejich aplikací je možné získat všechny dosažitelné konfigurace systému. Naše metoda regulárního model checkingu je založena na odvozování regulárních jazyků pomocí algoritmu Angluin, který je použit pro nalezení vhodného invariantu (nadaproximace), který je schopen zodpovedět otázku zachování či porušení nějaké vlastnosti. Je zde také uveden úvod do teorie konečných automatů, model checkingu, SAT problémů a popis Angluinova a Biermanova algoritmu pro učení konečných automatů.

Regular model checking is a method for verifying infinite-state systems based on coding their configurations as words over a finite alphabet, sets of configurations as finite automata, and transitions as finite transducers. We implement regular model checking using inference of regular languages. The method builds upon the observations that for infinite-state systems whose behavior can be modeled using length-preserving transducers, there is a finite computation for obtaining all reachable configurations. Our new approach to regular model checking via inference of regular languages is based on the Angluin's L* algorithm that is used for finding out an invariant which can answer our question whether the system satisfies some property. We also provide an intro to the theory of finite automata, model checking, SAT solving and Anguin's L* and Bierman algorithm of learning finite automata.