Extensions de l’algorithme d’atteignabilité arrière dans le cadre de la vérification de modèles modulo théories

Extensions of the backward reachability algorithm in the model checking modulo theories framework

• Auteur / Autrice : Mattias Roux
• Direction : Sylvain Conchon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 19/12/2019
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de recherche en informatique (Orsay, Essonne ; 1998-2020)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Dominique Quadri
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvain Conchon, Dominique Quadri, Charlotte Truchet, Pascal Poizat, Philippe Quéinnec, Étienne André
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Charlotte Truchet, Pascal Poizat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Logiciels -- Vérification

Méthodes formelles (informatique)

Vérification de modèles (informatique)

Mots clés libres

Vérification de modèles

Vérification de modèles modulo theories

Vérification déductive

Satisfiabilité modulo théories

Systèmes distribués

Apprentissage non supervisé

Model Checking

Model Checking Modulo Theories

Deductive Verification

Satisfiability Modulo Theories

Distributed Systems

Unsupervised learning

Résumé

Cette thèse se propose de présenter plusieurs extensions ayant été ajoutées au vérificateur de modèles Cubicle.Cubicle est un logiciel permettant de vérifier automatiquement la sûreté de systèmes paramétrés au moyen de techniques de vérification de modèles modulo théories.La première contribution apportée par cette thèse consiste en l'implémentation d'un nouvel algorithme d'atteignabilité baptisé FAR (pour Forward Abstracted Reachabilty). FAR est un algorithme faisant intervenir à la fois des techniques de l'analyse d'atteignabilité en arrière déjà implémentée dans Cubicle ainsi que des techniques d'analyse d'atteignabilité en avant.La seconde contribution est constituée de multiples ajouts inspirés de méthodes de l'intelligence artificielle afin d'améliorer la génération automatique d'invariants de Cubicle.Enfin, la dernière contribution a permis d'augmenter l'expressivité de Cubicle afin de prouver des propriétés faisant intervenir des quantificateurs universels. Cette contribution a été mise en œuvre en associant Cubicle à Why3, une plateforme de vérification déductive.

This thesis proposes to present several extensions that have been added to the Cubicle model checker.Cubicle is a software allowing to automatically check the safety of parameterized systems using model checking modulo theory techniques.The first contribution made by this thesis consists in the implementation of a new reachability algorithm called FAR (for Forward Abstracted Reachabilty). FAR is an algorithm involving both backward reachability analysis techniques already implemented in Cubicle as well as forward reachability analysis techniques.The second contribution consists of multiple additions inspired by artificial intelligence methods to improve the automatic generation of Cubicle invariants.Finally, the last contribution has increased Cubicle's expressiveness in order to prove properties involving universal quantifiers. This contribution was implemented by associating Cubicle with Why3, a deductive verification platform.