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Theses Year : 2015

Dynamic formal verification of temporal properties on legacy distributed applications

Vérification dynamique formelle de propriétés temporelles sur des applications distribuées réelles

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Abstract

While computers have become ubiquitous in our current society, ensuring the software quality takes on an increasing importance. One of the requirements to enhance this quality is the system correctness. However, a compromise is often made between the quality and the development costs. Moreover, some of those systems may be crucial, as a failure may lead to important outcomes from a material, financial or human point of view. Consequently, the quality must prevail over the optimization of the development costs. In this thesis, we are particularly interested in distributed systems through a joint study of their performance and their correctness. A distributed system implements one or more programs executed on several machines which communicate with each other through a network. Ensuring the system correctness is more difficult in this context, due to their heterogeneity but also their common characteristics. Corresponding algorithms are sometimes complex and the prediction of their behavior may be difficult to realize without an advanced study. We present the dynamic formal verification of some temporal properties on typical distributed applications. It checks the real implementation of an application by its systematic execution. Based on Software Model Chekcking and Dynamic testing, the challenge in this approach is how to apply the methods derived from Model checking in the context of the verification of typical distributed applications and no longer on models. For that, we propose in a first step a dynamic semantic analysis of a system state permitting the detection of identical states. Then, we implement the dynamic formal verification of some properties specified with the temporal logics LTL_X and CTL.
Tandis que l'informatique est devenue omniprésente dans notre société actuelle, assurer la qualité d'un logiciel revêt une importance grandissante. Pour accroître cette qualité, l'une des conditions à respecter est la correction du système. Toutefois, de par leur taille, leur complexité et leurs nombreux domaines d'applications, un compromis entre la qualité et le coup de développement des systèmes est souvent réalisé. Cependant, certains systèmes peuvent se révéler critiques, au sens où leur défaillance peut avoir des conséquences dramatiques tant du point de vue matériel, financier ou humain, dans certains cas. Dès lors, la qualité doit primer même si l'on souhaite contenir les coûts de développement. Dans cette thèse, nous nous intéressons plus particulièrement aux systèmes distribués à travers une étude conjointe de leurs performances et de leur correction. Un système distribué met en œuvre un ou plusieurs programmes exécutés sur plusieurs machines qui communiquent entre elles à travers le réseau. Dans ce contexte, assurer leur correction est plus difficile, de par leur hétérogénéité mais également leurs spécificités communes. Les algorithmes correspondants sont parfois complexes et la prédiction de leur comportement difficile sans une étude avancée. Nous présentons la vérification dynamique formelle de propriétés temporelles sur des applications distribuées réelles. Celle-ci consiste à vérifier l'implémentation réelle d'une application à travers son exécution. Basée sur les techniques du Software Model Checking et de la Vérification Dynamique, l'enjeu dans cette approche est d'appliquer les techniques associées au Model checking dans le cadre d'une vérification sur des implémentations réelles d'applications distribuées et non plus sur des modèles. Pour cela, nous proposons dans un premier temps une analyse sémantique dynamique par introspection mémoire d'un état système permettant de détecter des états sémantiquement identiques. Puis, nous mettons en œuvre la vérification dynamique formelle de propriétés formulées à l'aide des logiques temporelles LTL_X et CTL.
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Dates and versions

tel-01751786 , version 2 (16-12-2015)
tel-01751786 , version 1 (29-03-2018)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01751786 , version 2

Cite

Marion Guthmuller. Vérification dynamique formelle de propriétés temporelles sur des applications distribuées réelles. Informatique [cs]. Université de Lorraine, 2015. Français. ⟨NNT : 2015LORR0090⟩. ⟨tel-01751786v2⟩
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