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基于Tamarin Prover的5G EAP-TLS协议的形式化分析 被引量:1
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作者 马壮壮 杜瑞颖 +1 位作者 陈晶 何琨 《武汉大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期653-664,共12页
为了保证5G专用网络中移动设备的通信安全,第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)提出了5G可扩展认证协议-传输层安全(extensible authentication protocol-transport layer security,EAP-TLS)。然而,现有的针对... 为了保证5G专用网络中移动设备的通信安全,第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)提出了5G可扩展认证协议-传输层安全(extensible authentication protocol-transport layer security,EAP-TLS)。然而,现有的针对于5G EAP-TLS协议的研究工作较少且缺乏系统性。因此,对5G EAP-TLS协议进行详细的描述,并对该协议进行全面的形式化建模。对5G规范中涉及的所有协议实体以及证书分发机制进行建模,同时从5G规约中提取并建模了与5G EAPTLS协议相关的安全目标。提出证据搜索策略引导符号分析工具Tamarin Prover进行自动化证据搜索,解决了Tamarin Prover在验证复杂模型时验证过程无法终止的问题,实现了5G EAP-TLS安全目标的自动化验证。通过分析验证结果,发现了5G EAP-TLS协议能够满足机密性目标,但难以满足一些认证性目标,同时,揭示了协议存在拒绝服务(denial of service,DoS)攻击和用户通信数据泄露的隐患。针对发现的问题,提出了相应的补丁方案,并通过提出的证据搜索策略引导分析工具Tamarin Prover自动化验证了该补丁方案的有效性。 展开更多
关键词 5G专用网络 EAP-TLS协议 形式化分析 Tamarin prover 自动化验证
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可证明安全的基于位置的Prover-to-Prover密钥交换协议 被引量:1
2
作者 张俊伟 陈治平 +1 位作者 马建峰 杨力 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期14-20,共7页
本文针对两个证明者之间可证明安全的基于位置密钥交换协议展开研究.首次将基于位置密钥交换分为P2V(Prover-to-Verifier)模式和P2P(Prover-to-Prover)模式,并给出P2P模式下基于位置密钥交换的安全定义.随后,在1维空间下设计了可证明安... 本文针对两个证明者之间可证明安全的基于位置密钥交换协议展开研究.首次将基于位置密钥交换分为P2V(Prover-to-Verifier)模式和P2P(Prover-to-Prover)模式,并给出P2P模式下基于位置密钥交换的安全定义.随后,在1维空间下设计了可证明安全的基于位置P2P密钥交换协议P2PKE1,并以此为基础构造了d(1≤d≤3)维空间下基于位置P2P密钥交换协议P2PKEd.同时,分别提出了具有密钥确认性质的基于位置P2P密钥交换协议P2PKEd-c和无密钥托管的基于位置P2P密钥交换协议P2PKEd-e.最后,从安全性和效率两方面对所设计的协议进行了讨论. 展开更多
关键词 P2P 基于位置密钥交换 BRM模型 可证明安全
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基于Isabelle的算法程序建模与验证的应用研究
3
作者 黄志鹏 陈小强 王鸿 《工业控制计算机》 2026年第1期52-54,共3页
基于定理证明的形式化验证技术不受状态空间限制,对确保软件正确性至关重要。当前二叉搜索树指令式算法的形式化验证尤为困难,尤其在循环不变式构造上。相比之下,函数式程序因递归定义和无需循环不变式而更易于验证。为此,通过研究二叉... 基于定理证明的形式化验证技术不受状态空间限制,对确保软件正确性至关重要。当前二叉搜索树指令式算法的形式化验证尤为困难,尤其在循环不变式构造上。相比之下,函数式程序因递归定义和无需循环不变式而更易于验证。为此,通过研究二叉搜索树类算法的共性,基于二叉搜索树类算法的Isabelle函数式建模框架,在Isabelle中对AVL插入和删除操作进行函数式建模,并验证插入和删除操作维持搜索树性质的正确性。 展开更多
关键词 软件安全 函数式建模 机械化验证 Isabelle定理证明器 二叉搜索树
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动态顺序统计树类结构的函数式建模及其自动化验证 被引量:1
4
作者 左正康 刘增鑫 +2 位作者 柯雨含 游珍 王昌晶 《软件学报》 北大核心 2025年第8期3531-3553,共23页
动态顺序统计树结构是一类融合了动态集合、顺序统计量以及搜索树结构特性的数据结构,支持高效的数据检索操作,广泛应用于数据库系统、内存管理和文件管理等领域.然而,当前工作侧重讨论结构不变性,如平衡性,而忽略了功能正确性的讨论.... 动态顺序统计树结构是一类融合了动态集合、顺序统计量以及搜索树结构特性的数据结构,支持高效的数据检索操作,广泛应用于数据库系统、内存管理和文件管理等领域.然而,当前工作侧重讨论结构不变性,如平衡性,而忽略了功能正确性的讨论.且现有研究方法主要针对具体的算法程序进行手工推导或交互式机械化验证,缺乏成熟且可靠的通用验证模式,自动化水平较低.为此,设计动态顺序统计搜索树类结构的Isabelle函数式建模框架和自动化验证框架,构建经过验证的通用验证引理库,可以节省开发人员验证代码的时间和成本.基于函数式建模框架,选取不平衡的二叉搜索树、平衡的二叉搜索树(以红黑树为代表)和平衡的多叉搜索树(以2−3树为代表)作为实例化的案例来展示.借助自动验证框架,多个实例化案例可自动验证,仅需要使用归纳法并调用一次auto方法或使用try命令即可,为复杂数据结构算法功能和结构正确性的自动化验证提供了参考. 展开更多
关键词 动态顺序统计树 搜索树 函数式建模 自动化验证 Isabelle定理证明器
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生物序列比对动态规划算法的统一形式化构造与Isabelle验证
5
作者 石海鹤 蓝孙文 +3 位作者 刘日明 石海鹏 王岚 钟林辉 《计算机研究与发展》 北大核心 2025年第1期119-131,共13页
序列比对是生物序列分析中的一个经典问题,旨在找出序列之间的相似性,它对于发现生物序列中的功能、结构和进化信息都具有重要的意义.该问题可分为双序列比对和多序列比对2类,现有工作多针对特定算法展开,没有设计通用的求解方法;此外,... 序列比对是生物序列分析中的一个经典问题,旨在找出序列之间的相似性,它对于发现生物序列中的功能、结构和进化信息都具有重要的意义.该问题可分为双序列比对和多序列比对2类,现有工作多针对特定算法展开,没有设计通用的求解方法;此外,甚少涉及算法可信性的研究.从生物序列比对问题的形式化规约出发,通过深入分析问题的性质,刻画问题求解的本质特征,借助形式化方法PAR(partition andrecursion)设计了序列比对动态规划算法的统一构造框架seqAlign;展示了应用该框架构造序列数为3的多序列比对算法的过程,并使用Isabelle定理证明器对构造结果进行形式化验证;利用PAR平台生成了该算法的C++可执行程序,进一步分析了由seqAlign框架机械化构造其他类型序列比对算法的过程.通过严密的规约精化和形式验证,有效地保证了生成算法的可信性;开发的seqAlign框架提供了序列比对问题类的通用求解方案,显著提高了序列比对算法族生成的效率.研究结果在生物序列分析中序列比对问题上的成功应用,从方法学和实践上可为复杂生物信息学领域高可靠算法的构造提供参考. 展开更多
关键词 序列比对 PAR方法 形式构造 Isabelle定理证明器
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IntervalTree+结构的函数式建模、机械化验证及其应用
6
作者 左正康 张晗庆 +1 位作者 王昌晶 游珍 《电子学报》 北大核心 2025年第2期474-482,共9页
区间树(IntervalTree)是一种对动态集合进行维护的搜索树,可用于高效地存储和搜索区间集合.当前实现了IntervalTree在Isabelle/HOL的建模与验证,其区间信息是在二叉搜索树上进行扩充的,IntervalTree结构支持的基本操作时间复杂度较高.为... 区间树(IntervalTree)是一种对动态集合进行维护的搜索树,可用于高效地存储和搜索区间集合.当前实现了IntervalTree在Isabelle/HOL的建模与验证,其区间信息是在二叉搜索树上进行扩充的,IntervalTree结构支持的基本操作时间复杂度较高.为此,本文对IntervalTree结构的节点附加额外颜色信息且保证树的平衡,提出了IntervalTree+结构,相较于IntervalTree结构的实现,插入和删除等操作最坏时间复杂度O(n)改进到O(log n).然后使用Isabelle定理证明器对IntervalTree+结构及其操作函数进行了函数式建模,对其不变量进行了机械化验证,保证了IntervalTree+结构操作函数的正确性和可靠性.进一步,首次提出一种区域匹配算法的通用验证规约,旨在解决一系列的区域匹配算法正确性验证问题.提出的IntervalTree+结构通过严格的机械化验证,且操作最坏时间复杂度相较于IntervalTree结构由O(n)优化到O(log n),可应用于区域匹配、视觉日志和评估模型等相关算法优化. 展开更多
关键词 区间树 IntervalTree+ 函数式建模 机械化验证 区域匹配算法 Isabelle定理证明器
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面向微小气体流量的临界流喷嘴校准方法实验研究
7
作者 祝晓轶 高山 +1 位作者 曹鹏 崔骊水 《中国测试》 北大核心 2025年第6期75-80,共6页
临界流喷嘴具有结构单一、无可拆卸部件、性能稳定、准确度高等优点,广泛应用于气体流量计量,通常作为标准表对其他流量计进行量值传递。近年来微小气体流量计量的需求日益增多,以小喉径临界流喷嘴作为计量标准实现量传可以保证微小气... 临界流喷嘴具有结构单一、无可拆卸部件、性能稳定、准确度高等优点,广泛应用于气体流量计量,通常作为标准表对其他流量计进行量值传递。近年来微小气体流量计量的需求日益增多,以小喉径临界流喷嘴作为计量标准实现量传可以保证微小气体流量计量的准确度水平,应用微小临界流喷嘴独具优势。但目前微小临界流喷嘴的溯源方法有所欠缺,无法有效保证微小气体流量的量值传递能力。该文提出基于活塞式气体流量标准装置的小喉径临界流喷嘴的校准方法,并对校准结果的不确定度进行分析和验证。选取4支微小临界流喷嘴作为传递标准,基于活塞装置和pVTt装置对其进行校准。校准结果的一致性验证了基于活塞式气体流量标准装置的临界流喷嘴校准方法的可靠性。 展开更多
关键词 微小气体流量 临界流喷嘴 校准方法 活塞式气体流量标准装置 不确定度
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基于子句综合权重的多元动态演绎算法及应用
8
作者 曹锋 徐梓伟 +1 位作者 易见兵 李俊 《武汉大学学报(理学版)》 北大核心 2025年第2期301-312,共12页
针对多元演绎如何有效选取子句,通过分析演绎前后项合一能力的变化,提出一种子句影响度的度量方法;通过分析子句影响度、剩余文字个数以及文字演绎能力对多元动态演绎过程的影响,提出一种子句综合权重的子句评估方法,能有效控制矛盾体... 针对多元演绎如何有效选取子句,通过分析演绎前后项合一能力的变化,提出一种子句影响度的度量方法;通过分析子句影响度、剩余文字个数以及文字演绎能力对多元动态演绎过程的影响,提出一种子句综合权重的子句评估方法,能有效控制矛盾体分离式的文字个数;基于该子句评估方法,提出一种有效选择子句的多元动态演绎算法。将该算法应用到国际顶尖的一阶逻辑自动定理证明器Eprover3.1中,以最新的国际自动定理证明器竞赛例(FOF组)为测试对象,测试结果表明,加入了本文多元动态演绎算法的Eprover3.1比原始Eprover3.1多证明定理18个,且在难问题判定上,证明了8个其他证明器未能证明的定理。 展开更多
关键词 多元演绎 子句评估 矛盾体分离式 一阶逻辑 自动定理证明器
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Splay^(+)树算法的函数式建模及其自动化验证
9
作者 刘增鑫 柯雨含 左正康 《江西师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期457-463,共7页
Splay树是一种自平衡的二叉搜索树,支持高效的数据检索操作,广泛应用于序列访问、内存管理和文件系统等领域中.然而,目前关于Splay树算法的验证工作大多局限于手工推导或交互式机械化验证,自动化程度较低,需要较多人为干预.为此,该文提... Splay树是一种自平衡的二叉搜索树,支持高效的数据检索操作,广泛应用于序列访问、内存管理和文件系统等领域中.然而,目前关于Splay树算法的验证工作大多局限于手工推导或交互式机械化验证,自动化程度较低,需要较多人为干预.为此,该文提出了Splay树算法的自动化验证方法.首先,使用locale刻画Splay树典型算法的局部参数和逻辑规约.然后,设计了Splay^(+)树的结构,以更高效地实现这些算法,并基于该结构进行函数式建模.接着,构建验证引理库,并在Isabelle中自动化验证了算法的正确性.最后,通过对locale的区域解释检验了方法的有效性. 展开更多
关键词 Splay树 函数式建模 自动化验证 Isabelle定理证明器
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一阶逻辑定理证明器CSE中矛盾体分离式的简化方法
10
作者 吴鑫 陈树伟 姜世攀 《计算机科学》 北大核心 2025年第5期235-240,共6页
一阶逻辑自动定理证明器能够解决大量形式化后的实际问题,具有重要的应用价值。矛盾体分离演绎发展了自动定理证明领域经典的归结原理,具有更强的证明能力。在基于矛盾体分离规则的自动定理证明器CSE(Contradiction Separation Extensi... 一阶逻辑自动定理证明器能够解决大量形式化后的实际问题,具有重要的应用价值。矛盾体分离演绎发展了自动定理证明领域经典的归结原理,具有更强的证明能力。在基于矛盾体分离规则的自动定理证明器CSE(Contradiction Separation Extension)的基础上,提出一种矛盾体分离式的简化算法,通过优化数据结构,使用指针保存子句间的互补信息,并在此基础上选择实际参与演绎的子句,从而得到最简矛盾体分离式。这种新的简化算法可生成更简短的分离式,进一步利用子句的合一互补性,增强空子句演绎路径的检测能力,提高证明器的效率。实验结果显示,相比CSE,使用此简化算法后的证明器CSE_BSCS能多证明39个测试例,平均证明时间减少了18.64%,在证明能力和效率上均更优。 展开更多
关键词 矛盾体分离 矛盾体分离式简化 最简矛盾体分离式 互补信息 证明器
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钟罩式气体流量标准装置不确定度分析 被引量:8
11
作者 王池 王东伟 徐英华 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期219-222,共4页
介绍了钟罩式气体流量标准装置的几种检定方法 ,比较了各检定方法的区别、特点及要求 ,并结合检定数据进行了不确定度分析。
关键词 不确定度 气体流量计 检定 钟罩式气体流量标准装置
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钟罩式气体流量标准装置内部容积的测量方法 被引量:7
12
作者 刘夷平 宋进 +1 位作者 许尧 全晓军 《计量学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期615-618,共4页
基于尺寸测量法,测量了1000L钟罩内部的分阶容积。2个接触式长度计和旋转测量臂构成弦长测量机构。将罩体沿轴向划分为若干等间距截面,以15°采样间隔测量长度计与罩体内壁的接触点到测量臂旋转中心的距离,由接触点空间坐标确定... 基于尺寸测量法,测量了1000L钟罩内部的分阶容积。2个接触式长度计和旋转测量臂构成弦长测量机构。将罩体沿轴向划分为若干等间距截面,以15°采样间隔测量长度计与罩体内壁的接触点到测量臂旋转中心的距离,由接触点空间坐标确定各截面的轮廓。提出一种新的面积扫描法计算各层截面面积。经与圆度误差法的测量数据对比,当采样间隔密集时(5°或15°)2种方法的测量结果比较吻合。由各层截面面积及其轴向间距,计算得到分阶容积数据表作为罩体内部容积的标定结果。 展开更多
关键词 计量学 容积标定 气体流量计 尺寸测量法 钟罩
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超声波流量计用于原油大流量贸易计量的方案论证 被引量:6
13
作者 王飞 吴朝晖 +1 位作者 刘文龙 王煜 《化工自动化及仪表》 CAS 北大核心 2010年第8期56-58,62,共4页
超声波流量计现阶段多应用于天然气贸易计量上,对于原油贸易计量国内还没有相关标准。本文对超声波流量计用于海上平台原油大流量外输贸易计量做了方案的论证:针对海上平台空间有限的特点,对比了标准容积法、基准流量计法、标准体积管... 超声波流量计现阶段多应用于天然气贸易计量上,对于原油贸易计量国内还没有相关标准。本文对超声波流量计用于海上平台原油大流量外输贸易计量做了方案的论证:针对海上平台空间有限的特点,对比了标准容积法、基准流量计法、标准体积管法等常用方案,采用标准体积管与基准流量计共同检定的方案,保证了计量精度,减小了流量计的尺寸和重量,降低了维护、运营成本,降低了能耗,满足国内原油贸易计量的要求。 展开更多
关键词 超声波流量计 原油计量 标准体积管 主表法
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基于体积管标准装置的小流量临界流文丘里喷嘴检定方法研究 被引量:7
14
作者 尹保来 杨修杰 +1 位作者 雷励 潘光玲 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2012年第10期895-898,共4页
为了满足小流量临界流文丘里喷嘴的检定需求,提出了一种新的检定方法,利用高精度主动活塞式体积管作为标准装置对临界流文丘里喷嘴进行检定。由PLC控制高精度丝杆实现对体积管工作流量的精确控制,并通过比例法调节体积管流量使其与文丘... 为了满足小流量临界流文丘里喷嘴的检定需求,提出了一种新的检定方法,利用高精度主动活塞式体积管作为标准装置对临界流文丘里喷嘴进行检定。由PLC控制高精度丝杆实现对体积管工作流量的精确控制,并通过比例法调节体积管流量使其与文丘里喷嘴实际流量相匹配。通过与0.2级钟罩式气体流量标准装置的检定结果进行数据比对,证明本方案是可行的。 展开更多
关键词 体积管 文丘里喷嘴 小流量 燃气表检定装置
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对一类多级安全模型安全性的形式化分析 被引量:10
15
作者 何建波 卿斯汉 王超 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第8期1468-1479,共12页
深入分析了MLS的核心思想,给出了MLS在包含多级客体的系统中的表述形式,分析了安全不变式(in-variant)在系统安全定义中的作用.为了保证模型的安全,必须验证模型的不变式满足MLS策略.为了说明不变式验证的重要性,借助Z语言和形式验证工... 深入分析了MLS的核心思想,给出了MLS在包含多级客体的系统中的表述形式,分析了安全不变式(in-variant)在系统安全定义中的作用.为了保证模型的安全,必须验证模型的不变式满足MLS策略.为了说明不变式验证的重要性,借助Z语言和形式验证工具Z/EVES分析了一个改进的BLP模型——DBLP模型.分析表明,DBLP模型的不变式不满足MLS策略的要求,因此是不安全的.这项研究为分析各种改进BLP模型的安全性提供了理论依据和形式化规范与验证的方法. 展开更多
关键词 BLP模型 MLS策略 安全不变式 Z语言 Z/EVES定理证明器
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可由用户持续发展的几何自动推理平台的推理算法 被引量:8
16
作者 郑焕 张景中 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第8期2101-2104,2107,共5页
目前的几何定理证明器都不具有可持续性。提出一种结构具有一般性的知识表示和能够统一处理所有规则的推理算法,初步实现了可由用户持续发展的几何自动推理平台。该推理平台允许用户添加几何知识,如几何对象、谓词和规则,并可以综合使... 目前的几何定理证明器都不具有可持续性。提出一种结构具有一般性的知识表示和能够统一处理所有规则的推理算法,初步实现了可由用户持续发展的几何自动推理平台。该推理平台允许用户添加几何知识,如几何对象、谓词和规则,并可以综合使用多种推理算法,如前推搜索法和一部分面积法,它将更适合用于几何教学。 展开更多
关键词 几何对象 谓词 规则 几何定理证明器 可持续性
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程序求精新策略及自动验证方法研究 被引量:4
17
作者 左正康 黄志鹏 +2 位作者 黄箐 王渊 王昌晶 《郑州大学学报(理学版)》 CAS 北大核心 2022年第5期1-7,共7页
传统的程序求精策略无法求精至可执行程序,且存在验证的可信度低和自动化程度不高的问题。针对上述问题,提出一种较完整的程序求精策略并给出自动验证方法。使用递归定义函数技术刻画问题规约,基于Morgan精化规则程序求精至IMP程序,并... 传统的程序求精策略无法求精至可执行程序,且存在验证的可信度低和自动化程度不高的问题。针对上述问题,提出一种较完整的程序求精策略并给出自动验证方法。使用递归定义函数技术刻画问题规约,基于Morgan精化规则程序求精至IMP程序,并使用验证条件生成器(verification condition generator,VCG)自动生成验证条件,通过Isabelle定理证明器验证IMP程序的正确性,最后利用开发平台自动生成C++可执行程序。以最长标志基因序列问题为实例进行程序求精和自动验证,检验了所提策略的有效性。该策略提高了算法程序开发的正确性,减轻了传统验证烦琐的工作量。 展开更多
关键词 程序求精 自动验证 Isabelle定理证明器 Morgan精化规则
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气体流量标准装置钟罩外径测量方法的研究 被引量:8
18
作者 王池 崔骊水 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期239-242,共4页
钟罩式气体流量标准装置的钟罩外径测量是几何测量法中最重要的测量参数,其不确定度分析是否准确就成为必须解决的问题。以容积为100 L的钟罩为研究对象,应用π尺法、激光跟踪法和外径千分尺法3种不同的实验方法,分别对钟罩不同截面上... 钟罩式气体流量标准装置的钟罩外径测量是几何测量法中最重要的测量参数,其不确定度分析是否准确就成为必须解决的问题。以容积为100 L的钟罩为研究对象,应用π尺法、激光跟踪法和外径千分尺法3种不同的实验方法,分别对钟罩不同截面上的外径进行了测量。对测量结果进行了比较和分析,3种测量方法引入的不确定度都在允许的范围内,由此得到3种测量方法都是正确合理的结论。通过对数据的分析,就国产的钟罩而言,相对较好的测量方法是π尺法。 展开更多
关键词 计量学 气体流量计 钟罩 外径 π尺 几何测量法 标定
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断言语言支持自定义谓词的程序验证器原型 被引量:3
19
作者 徐文义 陈意云 李兆鹏 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2013年第7期1482-1486,共5页
基于逻辑推理的方法进行程序验证是形式化程序验证的研究热点.目前的自动验证工具为了保证自动性,对描述程序性质的断言语言都有较多限制,导致程序的某些递归性质难以用断言语言表述.本文在一个面向指针程序、基于先前自行设计的形状图... 基于逻辑推理的方法进行程序验证是形式化程序验证的研究热点.目前的自动验证工具为了保证自动性,对描述程序性质的断言语言都有较多限制,导致程序的某些递归性质难以用断言语言表述.本文在一个面向指针程序、基于先前自行设计的形状图逻辑、依赖于自动定理证明工具Z3的自动程序验证原型系统上,通过在断言语言中引入自定义谓词来增强断言语言的表达能力,使得该原型系统不仅能自动验证含操作易变数据结构的程序的性质,也能自动验证一些不含指针的程序的性质. 展开更多
关键词 程序验证 HOARE逻辑 形状图逻辑 程序分析 自定义谓词
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安全协议的形式化需求及验证 被引量:4
20
作者 刘怡文 李伟琴 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2002年第17期125-128,共4页
该文采用近世代数和时序逻辑的方法提出并描述了密码协议的形式化安全需求,并在AT模型的基础上加入信任和知识的非单调逻辑,建立了安全协议的计算模型。利用该计算模型对Denning_Sacco公钥协议进行了验证,发现了对此协议的重放攻击,并... 该文采用近世代数和时序逻辑的方法提出并描述了密码协议的形式化安全需求,并在AT模型的基础上加入信任和知识的非单调逻辑,建立了安全协议的计算模型。利用该计算模型对Denning_Sacco公钥协议进行了验证,发现了对此协议的重放攻击,并对协议进行了修改。 展开更多
关键词 安全协议 形式化需求 验证 BAN逻辑 定理证明 密码协议 通信协议
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