Object-Oriented Mechanisms for Interoperability Between Proof Systems

par Raphaël Cauderlier

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Catherine Dubois.

Le président du jury était Didier Rémy.

Le jury était composé de Catherine Dubois, Gilles Dowek, François Pessaux.

Les rapporteurs étaient Delia Kesner, Dale Miller.

  • Titre traduit

    Mécanismes orientés objet pour l’interopérabilité entre systèmes de preuve


  • Résumé

    Dedukti est un cadre logique résultant de la combinaison du typage dépendant et de la réécriture. Il permet d'encoder de nombreux systèmes logiques au moyen de plongements superficiels qui préservent la notion de réduction. Ces traductions de systèmes logiques dans un format commun sont une première étape nécessaire à l'échange de preuves entre ces systèmes. Cet objectif d'interopérabilité des systèmes de preuve est la motivation principale de cette thèse. Pour y parvenir, nous nous inspirons du monde des langages de programmation et plus particulièrement des langages orientés-objet parce qu'ils mettent en œuvre des mécanismes avancés d'encapsulation, de modularité et de définitions par défaut. Pour cette raison, nous commençons par une traduction superficielle d'un calcul orienté-objet en Dedukti. L'aspect le plus intéressant de cette traduction est le traitement du sous-typage. Malheureusement, ce calcul orienté-objet ne semble pas adapté à l'incorporation de traits logiques. Afin de continuer, nous devons restreindre les mécanismes orientés-objet à des mécanismes statiques, plus faciles à combiner avec la logique et apparemment suffisant pour notre objectif d'interopérabilité. Une telle combinaison de mécanismes orientés-objet et de logique est présente dans l'environnement FoCaLiZe donc nous proposons un encodage superficiel de FoCaLiZe dans Dedukti. Les difficultés principales proviennent de l'intégration de Zenon, le prouveur automatique de théorèmes sur lequel FoCaLiZe repose, et de la traduction du langage d'implantation fonctionnel de FoCaLiZe qui présente deux constructions qui n'ont pas de correspondance simple en Dedukti : le filtrage de motif local et la récursivité. Nous démontrons finalement comment notre encodage de FoCaLiZe dans Dedukti peut servir en pratique à l'interopérabilité entre des systèmes de preuve à l'aide de FoCaLiZe, Zenon et Dedukti. Pour éviter de trop renforcer la théorie dans laquelle la preuve finale est obtenue, nous proposons d'utiliser Dedukti en tant que méta-langage pour éliminer des axiomes superflus.


  • Résumé

    Dedukti is a Logical Framework resulting from the combination ofdependent typing and rewriting. It can be used to encode many logical systems using shallow embeddings preserving their notion of reduction. These translations of logical systems in a common format are a necessary first step for exchanging proofs between systems. This objective of interoperability of proof systems is the main motivation of this thesis.To achieve it, we take inspiration from the world of programming languages and more specifically from object-oriented languages because they feature advanced mechanisms for encapsulation, modularity, and default definitions. For this reason we start by a shallow translation of an object calculus to Dedukti. The most interesting point in this translation is the treatment of subtyping. Unfortunately, it seems very hard to incorporate logic in this object calculus. To proceed, object-oriented mechanisms should be restricted to static ones which seem enough for interoperability. Such a combination of static object-oriented mechanisms and logic is already present in the FoCaLiZe environment so we propose a shallow embedding of FoCaLiZe in Dedukti. The main difficulties arise from the integration of FoCaLiZe automatic theorem prover Zenon and from the translation of FoCaLiZe functional implementation language featuring two constructs which have no simple counterparts in Dedukti: local pattern matching and recursion. We then demonstrate how this embedding of FoCaLiZe to Dedukti can be used in practice for achieving interoperability of proof systems through FoCaLiZe, Zenon, and Dedukti. In order to avoid strengthening to much the theory in which the final proof is expressed, we use Dedukti as a meta-language for eliminating unnecessary axioms.


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