Modellierung, Analyse, Verifikation (WS 2019/20)

Dozentin/Übungsleitung:
Prof. Dr. Barbara König

Christina Mika-Michalski

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 2018/19 sein.

Tools

Folgende Werkzeuge werden in der Vorlesung eingesetzt:

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

Termine

Vorlesung

  • Dienstag, 8:30-10:00, LC 137
  • Donnerstag, 8:30-10:00, LC 137 (jede zweite Woche)

Erste Vorlesung am 15.10.

Übungen

  • Donnerstag, 8:30-10:00, LC 137 (jede zweite Woche)

Übungstermine: 29.10., 14.11., ...

Die dazugehörigen Übungsblätter werden jeweils eine Woche vorher veröffentlicht.

Prüfung

Die mündlichen Prüfungen finden TBA.

Downloads

Skript

Folien

Die Folien werden ähnlich zu den Folien im Wintersemester 2018/19 sein.

Hinweis: s/w = schwarz-weiß

Hinweis: s/w = schwarz-weiß

Folien, unterteilt in Kapitel

 

Übungsblätter

 

  • Übungsblatt 1 (Besprechung am 29.10, kein Testatblatt)
  • Übungsblatt 2 (Besprechung am 14.11, Testatblatt: Abgabe vor der Übung oder im LF 261)