Extension événementielle d'une méthode formelle légère et application à l'analyse du protocole distribué Chord

Event extension of a lightweight formal method and application to analyzing Chord distributed protocol

• Auteur / Autrice : Jeanne Matiedje Tawa
• Direction : David Chemouil, Julien Brunel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et Télécommunications
• Date : Soutenance le 04/10/2019
• Etablissement(s) : Toulouse, ISAE
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Équipe d'accueil doctoral Modélisation et ingénierie des systèmes (Toulouse, Haute-Garonne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Office national d'études et recherches aérospatiales. Département Traitement de l’Information et Systèmes (DTIS)
• Jury : Président / Présidente : Sylvain Conchon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Chemouil, Julien Brunel, Sylvain Conchon, Régine Laleau, Dominique Méry, Virginie Wiels
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Régine Laleau, Dominique Méry

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électrum

Méthodes formelles (informatique)

Mots clés libres

Logique du premier ordre (FO)

Logique temporelle lineaire

Méthodes Formelles

Spécification et Vérification Formelle

Model-Checking

Réseau peer-To-Peer

Protocole de recherche distribuée Chord

Electrum

First Order Logic

Linear Temporal Logic

Formals Methods

Formal Specification and Verification

Model-Checking

Peer-To-Peer Network

Distributed Lookup Protocol

Protocol Chord

Electrum

Résumé

Cette étude concerne l’utilisation de la logique du premier ordre et la logique temporelle linéaire pour la spécification et la vérification des systèmes dynamiques ayant des structures riches. Elle concerne l’étude de la correction de fonctionnement du protocole de recherche distribuée Chord. L’objectif est d’une part d’améliorer la spécification et la vérification des systèmes dans le langage formel Electrum qui est une extension dynamique du langage formel Alloy basé sur la logique du premier ordre temporelle linéaire.Pour ce faire, nous avons développé une couche syntaxique au-dessus d’Electrum. L’objectif de cette couche est de faciliter la spécification du comportement dans Electrum, pour ce faire, nous avons défini une syntaxe permettant de générer automatiquement une partie de la spécification du comportement. Par ailleurs cette couche permet également de réduire les erreurs de spécification en déchargeant les utilisateurs de la spécification de certaines tâches comportementales ardues et sujettes aux erreurs.D’autre part, l’objectif est d’analyser formellement la correction de la propriété fondamentale de vivacité du protocole Chord. Pour ce faire nous avons spécifié et vérifié le protocole Chord avec l’extension d’Electrum que nous avons développée, puis nous avons prouvé sa correction et montré les avantages de notre méthode d’analyse.

This study deals with the use of first-order logic and linear temporal logic for specificationand verification of dynamics system with rich structural properties. It also concerns the studyof the operating safety of the distributed lookup protocol Chord. The aim is on the one hand toimprove the specification and verification of systems whith the formal language Electrum a dynamicextension of the formal language Alloy based on first-order linear temporal logic. To do this, we havedeveloped an action layer above Electrum. The purpose of this layer is to make the specification ofthe behavior in Electrum easier, to do this, we have defined a syntax to automatically generate partof the specification of the behavior. Moreover, this layer also makes it possible to reduce specificationerrors by getting rid the users of the specification of certain laborious and error-prone behavioraltasks. On the other hand, the aim is the formal analyzing of the fundamental liveness property ofthe Chord protocol. To do this, we specified and verified the Chord protocol with the extension ofElectrum that we have developed, then we proved its correctness and showed the advantages of ouranalysis method.