Modellierung, Analyse, Verifikation (WS 2018/19)

Vergangene Veranstaltung

Diese Seite bezieht sich auf eine Vorlesung aus vorherigen Jahren. Aktuelle Termine und Arbeitsmaterialien sind hier zu finden.

Dozentin/Übungsleitung:
Prof. Dr. Barbara König

Inhalt und Lernziele

Zur automatischen Verifikation und Validierung von Programmen und Systemen benötigt man Verfahren, die bei Eingabe eines Programms und einer zugehörigen Spezifikation entscheiden, ob das Programm diese Spezifikation erfüllt.

Im allgemeinen ist dieses Problem unentscheidbar, es gibt jedoch viele sicherheitskritische Programme, die man dennoch gerne maschinell analysieren und verifizieren möchte. Auch sie können analysiert werden, wenn man nicht-vollständige Verfahren zuläßt. Man verlangt, dass diese Analyseverfahren niemals ein fehlerhaftes Programm als korrekt ansehen, es ist aber zulässig, korrekte Programme abzulehnen (einseitiger Irrtum). Auf diese Weise kann immer noch eine große Menge von Programmen analysisert und ihre Korrektheit verifiziert werden. Ein anderer wichtiger Anwendungsbereich ist die Programmoptimierung im Compilerbau.

In der Vorlesung werden insbesondere folgende Themen behandelt:

  • Datenflussanalyse (Fixpunkttheorie, Monotone Frameworks, Worklist-Algorithmus, Anwendungsbeispiele: Compilerbau, Java Bytecode Verifier)
  • Grundlagen der abstrakten Interpretation (Galois-Verbindungen, Sichere Approximation von Funktionen, Abstraktionsverfeinerung)

Der Inhalt der Vorlesung wird im Wesentlichen ähnlich zur Vorlesung im Wintersemester 2017/18 sein.

Tools

Folgende Werkzeuge werden in der Vorlesung eingesetzt:

  • PAG/WWW (Programmanalyse-Generator mit WWW-Interface)
  • jasmin (Assembler für Java-Bytecode)