Modèles stochastiques pour les pertes de messages dans les protocoles asynchrones, et techniques de vérification automatique

par Nathalie Bertrand

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Philippe Schnoebelen.

Soutenue en 2006

à Cachan, Ecole normale supérieure .


  • Résumé

    Les protocoles de communication asynchrones sont naturellement modélisés par des automates communicants via des canaux FIFO non bornés. Dans cette thèse nous nous intéressons aux variantes des Lossy Channel Systems pour lesquelles les pertes de messages dans les canaux sont probabilistes. Plus précisément, on considère des sémantiques sous forme de chaînes de Markov et de processus de décision markoviens. Un théorème général de convergence de points fixes dans les systèmes de transition bien structurés, permet de prouver pour les PLCS et NPLCS de nombreux résultats de décidabilité pour la vérification de propriétés du temps linéaire. Nous donnons également les limites des modèles par l'intermédiaire de résultats d'indécidabilité. Un prototype a fait l'objet de l'implémentation des algorithmes développés dans la thèse. Malgré la grande complexité des problèmes cet outil a permis de prouver des propriétés de vivacité sur des protocoles tels que le Bit Alterné et le protocole de Pachl.

  • Titre traduit

    Stochastic models for Lossy Channel Systems and automated verification techniques


  • Résumé

    Asynchronous communication protocols are naturally seen as communicating finite automata over unbounded FIFO channels. In this thesis, we consider variants of LCS (Lossy Channel Systems) for which message tosses are probabilistic. More precisely, we introduce the models of Probabilistic LCS (PLCS), and Nondeterministic and Probabilistic LCS CNPLCS) whose semantics are respectively Markov chains and Markov decision processes. A general criterion on convergence of fixed points expressions in Well Structured Transition Systems allows to prove a number of decidability results with respect to verification of linear time properties for both models. We also prove undecidability results to show the limite of these models. A prototype tool in OCaml implements the algorithme of this thesis. Despite the high complexity of the problems, this tool allows to prove liveness properties of communication protocole such as the Alternating Bit Protocol and Pachl's protocol.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (153 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 149-153

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