Methodes symboliques pour la verification de processus communicants : etude et mise en oeuvre - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1994

Symbolic methods for the verification of communicating processes : study and implementation

Methodes symboliques pour la verification de processus communicants : etude et mise en oeuvre

Alain Kerbrat
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Résumé

This work deals with the formal verification of parallel programs. We are especially interested in methods based on the generation of a model of the program ; verification itself is done on this model. This approach is usually limited by the model size explosion, when we consider real life examples. Our aim is to study and implement techniques allowing to perform the verification despite this size explosion. The techniques presented in this work have in common the use of symbolic methods for the model representation. We first study model reduction techniques. This reduction is done with respect to equivalence relations based on the bisimulation principle. We are especially interested in an algorithm which performs the minimization of a model during its generation (Minimal Model Generation). In a second part, we study two symbolic techniques for model representation~: the first is Binary Decision Diagrams, which allow efficient representation and computations with boolean formulae. The second consists of linear inequalities systems, defined on the program variables ; this representation is known as convex polyhedra. Using these techniques allow to represent and work with models of size unmanageable by enumerative methods. We present the implementation of of comparison and reduction methods using Binary Decision Diagrams, in particular the Minimal Model Generation algorithm. The application of the subsequent tool on several \lotos\ programs allowed to discover the strong points, but also the limits of this symbolic representation. We finally present a static analysis method of protocols, using convex polyhedra. This analysis allows the computation of an upper approximation of program invariants and consequently to verify the truth of properties expressed in terms of program variables.
Ce travail porte sur la verification formelle de programmes paralleles. Parmi les methodes habituellement utilisees, nous nous interessons aux methodes basees sur la construction d'un modele du programme a verifier; la verification proprement dite s'effectue sur ce modele. Cette approche est limitee par l'explosion de la taille du modele, des que le programme traite est de complexite realiste. Notre but est l'etude et la mise en oeuvre de techniques permettant d'effectuer la verification malgre cette explosion. Les techniques que nous presentons sont liees par une caracteristique commune : l'utilisation de methodes symboliques de representation du modele. Nous etudions en premier lieu des techniques de reduction de modeles. Ces reductions s'operent par rapport a des relations d'equivalence basees sur la notion de bisimulation. Nous etudions en particulier un algorithme de minimisation de modele (\em pendant ) sa generation(Generation de Modele Minimal). Dans une seconde partie, nous nous interessons a deux techniques symboliques de representation de modeles. Il s'agit d'une part de Graphes de Decision Binaires, qui permettent la manipulation efficace de formules booleennes, et d'autre part de systemes d'inequations lineaires, connus sous le nom de polyedres convexes, pour la manipulation de variables entieres. L'utilisation de ces techniques permet de representer et manipuler des modeles de taille souvent prohibitive pour des methodes enumeratives classiques. Nous presentons la mise en oeuvre de methodes de comparaison et reduction de modeles aves les Graphes de Decision Binaires, avec en particulier l'algorithme de Generation de Modele Minimal. L'application de l'outil correspondant a plusieurs exemples de programmes lotos a permis de montrer l'interet, mais aussi les limites de l'utilisation de cette representation symbolique. Enfin, nous presentons une methode d'analyse statique de protocoles, basee sur l'utilisation des polyedres convexes. Cette analyse permet le calcul d'approximations superieures d'invariants du programme et de verifier la veracite de proprietes definies en termes de variables du programme.
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  • HAL Id : tel-00005100 , version 1

Citer

Alain Kerbrat. Methodes symboliques pour la verification de processus communicants : etude et mise en oeuvre. Réseaux et télécommunications [cs.NI]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 1994. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00005100⟩
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