Výzkumná skupina automatizované analýzy a verifikace - VeriFIT

VeriFIT je skupinou výzkumníků a studentů z FIT VUT, kteří se zaměřují na výzkum v oblasti metod automatizované analýzy a verifikace systémů. Zájem skupiny zahrnuje formální analýzu a verifikaci (statická analýza, abstraktní interpretace, model checking), dynamickou analýzu (tj. analýzu za běhu systému), inteligentní testování i metody automatického opravování systémů. Skupina se zabývá základním výzkumem v uvedených oblastech, ale také vývojem prototypových verifikačních nástrojů a jejich ověřováním na vhodných případových studiích.

[img]

Dřívější fotografie skupiny: 2012, 2013.

Témata výzkumu

Statická analýza, dynamická analýza a testování počítačových systémů, podpora řízení kvality vývoje software a související témata z oblasti teorie automatů a logik zahrnující mimo jiné:
  • Statickou analýzu a verifikaci na formálních základech v oblasti systémů s nekonečnými stavovými prostory (programy s ukazateli a dynamickými datovými strukturami, paralelní programy s neomezeným počtem vláken, neomezenými celočíselnými proměnnými, poli, parametry, rekurzí, neomezenými komunikačními kanály apod.), a to zejména s využitím teorie automatů, logik a grafů.
  • Testování a dynamickou analýzu (zejména paralelního) software s využitím širokého spektra metod (vkládání šumu, extrapolace, dolování z dat, strojové učení), včetně možnosti sebe-opravování programů za běhu resp. poskytování informací pro řízení kvality vývoje software.
  • Formální verifikaci v návrhu hardware s využitím vysoko-úrovňových návrhových jazyků.
  • Výzkum efektivních technik pro práci s automaty či logikami -- např. simulační redukce nedetereministických automatů, efektivní testování inkluze nad nedeterministickými automaty, rozhodovací procedury různých logik apod.

Ocenění

Seminář

Nástrojová podpora

Většina výsledků, publikovaných v našich článcích, zahrnuje experimentální ověření na prototypové implementaci. Zde jsou některé z nástrojů, které jsme vyvinuli (ostatní poskytneme zájemcům na základě jejich dotazu emailem).

Verifikace práce s dynamickými datovými strukturami založenými na ukazetelích v programech v jazyce C:
  • Forester -- nástroj pro analýzu programů s dynamickými datovými strukturami využívající stromové automaty.
  • Predator -- nástroj pro kontrolu správnosti manipulací s dynamickými datovými strukturami typu seznam využívající symbolické paměťové grafy.
  • CPAlien -- nástroj pro kontrolu správnosti manipulací s dynamickými datovými strukturami využívající symbolické paměťové grafy v kontextu konfigurovatelné analýzy programů.
  • Code-listener -- infrastruktura pro budování statických analyzátorů nad překladačem GCC.
  • ARTMC -- nástroj využívající stromové automaty pro verifikaci programů se složitými dynamickými datovými strukturami provázanými ukazateli.
Rozhodovací procedury:
  • dWiNA -- rozhodovací procedura pro logiku WS1S založená na nedeterministických automatech jako alternativa ke známému nástroji MONA, který je založen na automatech deterministických.
  • SPEN -- rozhodovací procedura pro fragment separační logiky s induktivními predikáty nad seznamy kombinující grafový homorfismus, SAT solving a členství v jazyce stromových automatů.
  • SLIDE -- rozhodovací procedura pro fragment separační logiky s komplexními induktivními predikáty založená na redukci na inkluzi jazyků stromových automatů.
Verifikace (paralelních) Java a C/C++ programů:
  • SearchBestie -- nástroj pro experimentování s technikami prohledávání prostoru při testování aplikací.
  • ANaConDA -- prostředí pro dynamickou analýzu paralelních C/C++ programů na binární úrovni
  • DA-BMC -- sada nástrojů pro dynamickou analýzu paralelních Java programů, zaznamenání podezřelých běhů a jejich následné přehrání a další ověření v model checkeru JPF (dříve RecRev).
  • Java Race Detector and Healer -- nástroj pro detekci časově závislých chyb v paralelních Java programech a pro automatickou opravu těchto chyb, obojí za běhu sledovaných programů.
  • MUSE -- nástroj pro model checking využívající symbolickou exekuci.
Kolekce případových studií používaných v našich experimentech s testováním a dynamickou analýzou paralelních programů je dostupná ZDE.

Nástroje pro práci s nedeterministickými automaty nad slovy a stromy:
  • libVATA -- knihovna pro efektivní práci s explicitně i semi-symbolicky zakódovanými nedeterministickými stromovými automaty (starší verze jedné části této knihovny byla dříve dostupná jako libSFTA).
  • SA -- nástroj pro výpočet simulací nad přechodovými systémy s návěštími (Labelled Transition Systems) a stromovými automaty (Tree Automata).
Verifikace hardware:
  • Hades -- nástroj pro detekci různých typů hazardů v mikroprocesorech s jednou zřetězenou linkou kombinující řadu různých formálních metod (analýza toku dat, SAT solving, parametrický model checking).
  • CDCreloaded -- nástroj pro formální verifikaci asynchronních obvodů s více hodinovými signály.
  • VHDL2CA -- nástroj pro překlad parametrizovaných VHDL komponent do čítačových automatů, na nichž je následně možné provést verifikaci pro všechny možné hodnoty parametrů pomocí existujících nástrojů pro verifikaci čítačových automatů.
Verifikace systémů pracujících v reálném čase:
  • Zetav & Verif -- nástroje pro verifikaci systémů specifikovaných pomocí RT-logiky nebo Modechart formalismu.

Spolupráce

Naše skupina spolupracuje s řadou jiných týmů v ČR i v zahraničí, zvláště aktivní je momentálně naše spolupráce např. s:

Vaše IPv4 adresa: 54.224.197.251
Přepnout na IPv6 spojení

DNSSEC [dnssec]