Vérification paramétrée de réseaux composés d'une multitude de processus identiques

Parameterized verification of networks of many identical processesVérification paramétrée de réseaux composés d'une multitude de processus identiques

• Auteur / Autrice : Paulin Fournier
• Direction : Thierry Jéron, Nathalie Bertrand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 17/12/2015
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : PRES : Université européenne de Bretagne (2007-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires (Rennes) - Sumo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Logiciels -- Vérification

Mots clés libres

Vérification paramétrée

Vérification de modèles

Complexité

Probabilité

Protocoles de diffusion

Model checking

Parameterized verification

Complexity

Probability

Broadcast protocols

Résumé

Ce travail s'inscrit dans le cadre de la vérification formelle de programmes. La vérification de modèle permet de s'assurer qu'une propriété est vérifiée par le modèle du système. Cette thèse étudie la vérification paramétrée de réseaux composés d'un nombre non borné de processus identiques où le nombre de processus est considéré comme un paramètre. Concernant les réseaux de protocoles probabilistes temporisés nous montrons que les problèmes de l'accessibilité et de synchronisation sont indécidables pour des topologies de communication en cliques. Cependant, en considérant des pertes et créations probabiliste de processus ces problèmes deviennent décidables. Pour ce qui est des réseaux dans lequel les messages n'atteignent qu'une sous partie des composants choisie de manière non-déterministe, nous prouvons que le problème de l'accessibilité paramétrée est décidable grâce à une réduction à un nouveau modèle de jeux à deux joueurs distribué pour lequel nous montrons que l'on peut décider de l'existence d'une stratégie gagnante en coNP. Finalement, nous considérons des stratégies locales qui permettent d'assurer que les processus effectuent leurs choix non-déterministes uniquement par rapport a leur connaissance locale du système. Sous cette hypothèse de stratégies locales, nous prouvons que les problèmes de l'accessibilité et de synchronisation paramétrées sont NP-complet.

This thesis deals with formal verification of distributed systems. Model checking is a technique for verifying that the model of a system under study fulfills a given property. This PhD investigates the parameterized verification of networks composed of many identical processes for which the number of processes is the parameter. Considering networks of probabilistic timed protocols, we show that the parameterized reachability and synchronization problems are undecidable when the communication topology is a clique. However, assuming probabilistic creation and deletion of processes, the problems become decidable. Regarding selective networks, where the messages only reach a subset of the components, we show decidability of the parameterized reachability problem thanks to reduction to a new model of distributed two-player games for which we prove decidability in coNP of the game problem. Finally, we consider local strategies that enforce all processes to resolve the non-determinism only according to their own local knowledge. Under this assumption of local strategy, we were able to show that the parameterized reachability and synchronization problems are NP-complete.