On Verifying Reactive Rules Using Rewriting Logic

Ksystra, Katerina; Triantafyllou, Nikolaos; Stefaneas, Petros

doi:10.1007/978-3-319-09870-8_5

Cited by 4 publications

(5 citation statements)

References 19 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…Recently, Ksystra et al (2014) proposed a method to express and verify safety properties of reactive rules which also are ECA rules. It provides verification mechanism of termination, confluence and safety properties using CafeOBJ method.…”

Section: Related Workmentioning

confidence: 99%

Formal Analysis of Database Trigger Systems Using Event-B

Khanh

Thuan

2021

International Journal of Software Innovation

View full text Add to dashboard Cite

Most modern relational database systems use triggers to implement automatic tasks in response to specific events happening inside or outside a system. A database trigger is a human readable block code without any formal semantics. Frequently, people can check if a trigger is designed correctly after it is executed or by manual checking. In this article, the authors introduce a new method to model and verify database trigger systems using Event-B formal method at design phase. First, the authors make use of similar mechanism between triggers and Event-B events to propose a set of rules translating a database trigger system into Event-B constructs. Then, the authors show how to verify data constraint preservation properties and detect infinite loops of trigger execution with RODIN/Event-B. The authors also illustrate the proposed method with a case study. Finally, a tool named Trigger2B which partly supports the automatic modeling process is presented.

show abstract

Section: Related Workmentioning

confidence: 99%

Formal Analysis of Database Trigger Systems Using Event-B

Khanh

Thuan

2021

International Journal of Software Innovation

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Older versions of the above methodologies and definitions have been separately presented in Ksystra et al . (2014, 2012) and explained via illustrating examples. In a nutshell, in this paper, the following contributions have been made: We apply both the proposed methodologies in the same ECA rule-based intelligent system (commonly used in the related literature for verifying reactive rule agents), demonstrate their effectiveness and compare them in terms of their easiness in adoption from non-experts in the area of formal methods users. We make necessary additions in the definitions to cover cases discovered by the case study (e.g.…”

Section: Proposed Frameworkmentioning

confidence: 99%

“…In other words, a state s is terminating if there exist two states such that s → s ′ and ¬( s = s ′), where s′ is a final state, and there are no cyclic paths (Baba-hamed and Belbachir, 2007). Based on this, we can check if a state terminates using the following predicate we have defined in Ksystra et al . (2012); eq terminates?…”

Section: Case Study: a Light-control Intelligent Systemmentioning

confidence: 99%

“…That is, there exist two traces and three states such that; s →trace1 s1 and s →trace2 s2 and ¬( s 1 = s 2), where s 1 and s 2 are final states (Berstel and Leconte, 2010). Based on this sufficient condition, we can check a state for non-confluence by using the following predicate we have defined in Ksystra et al . (2012); eq notConfluent(s) = s =(2,*)=>!…”

Section: Case Study: a Light-control Intelligent Systemmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Formal analysis and verification support for reactive rule-based Web agents

Ksystra

Stefaneas

2016

IJWIS

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Purpose Reactive rules are used for programming rule-based Web agents, which have the ability to detect events and respond to them automatically and can have complex structure and unpredictable behavior. The aim of this paper is to provide an appropriate formal framework for analyzing such rules. Design/methodology/approach To achieve this goal, the authors give two alternative semantics for the basic reactive rules’ families which allow us to specify reactive rule-based agents and verify their intended behavior. The first approach expresses the functionality of production and event condition action rules in terms of equations, whereas the second methodology is based in the formalism of rewriting logic. Both semantics can be expressed within the framework of CafeOBJ algebraic specification language, which then offers the verification support and have their advantages and downsides. Findings The authors report on experiences gained by applying those methodologies in a reactive rule-based system and compare the two methodologies. Originality/value Finally, the authors demonstrate a tool that translates a set of reactive rules into CafeOBJ rewrite rules, thus making the verification of reactive rules possible for inexperienced users.

show abstract

“…For the verification of the system, this methodology allows us to verify both the structure and the behavior of specified rule-based system. In respect to the structural properties; with the help of CafeOBJ's search engine and the operators we have defined [61], we can (a) detect termination and (b) confluence errors for the system, and (c) simulate the execution behavior of the rules.…”

Section: Intlgts ( A8 ( S )) = 6 If Slp ( S ) = False and Event-memory ( S ) = Extlgtlowmentioning

confidence: 99%

Enabling reasoning and verification support for intelligent agent systems, using formal methods

Ksystra¹,

Ξύστρα²

View full text Add to dashboard Cite

Οι τυπικές μέθοδοι είναι τεχνικές, γλώσσες και εργαλεία με ισχυρό μαθηματικό υπόβαθρο, οι οποίες μας δίνουν τη δυνατότητα μιας αυστηρής, μαθηματικά ορισμένης, χωρίς ασάφειες, περιγραφής ή προδιαγραφής των συστημάτων, η οποία χρησιμοποιείται για το σχεδιασμό τους, την ανάλυση, και την επαλήθευση επιθυμητών ιδιοτήτων τους. Ένας πολύ σημαντικός κλάδος των τυπικών μεθόδων είναι οι γλώσσες αλγεβρικών προδιαγραφών, οι οποίες έχουν ως μαθηματικό υπόβαθρο κάποιο μαθηματικό λογικό σύστημα ή και συνδυασμούς λογικών συστημάτων. Μια τέτοια εκτελέσιμη αλγεβρική γλώσσα προδιαγραφών νέας γενιάς, η οποία είναι απόγονος των ιστορικών γλωσσών OBJ, είναι η CafeOBJ. Το βασικότερο χαρακτηριστικό της γλώσσας αυτής, που τη διακρίνει από αντίστοιχους φορμαλισμούς, είναι η άμεση υποστήριξη που παρέχει για συμπεριφοριακές προδιαγραφές, με την ενσωμάτωση στο συντακτικό της ειδικών τύπων και τελεστών. Η συμπεριφοριακή προδιαγραφή, η οποία έχει τις βάσεις της στην άλγεβρα με κρυμμένους τύπους, ενισχύει την αλγεβρική προδιαγραφή με αντικείμενα ή αφηρημένες μηχανές καταστάσεων, δίνοντας έτσι τη δυνατότητα περιγραφής σύνθετων δυναμικών συστημάτων. Παράλληλα, με τη χρήση τεχνικών επαλήθευσης που βασίζονται στη συμπεριφοριακή προδιαγραφή, η CafeOBJ μας δίνει τη δυνατότητα απόδειξης ιδιοτήτων ασφαλείας των συστημάτων που έχουν προδιαγραφεί. Αντικείμενο της διατριβής αποτελεί η μοντελοποίηση και η επαλήθευση της συμπεριφοράς έξυπνων συστημάτων με χρήση τεχνικών αλγεβρικών προδιαγραφών. Με τον όρο έξυπνα συστήματα (ή έξυπνοι πράκτορες) αναφερόμαστε στα συστήματα τα οποία χρησιμοποιούνται στον Νέο ή Σημασιολογικό Ιστό ώστε να εξασφαλίζεται η ανάγκη για αντιδραστικότητα (reactivity), αλληλεπίδραση και επικοινωνία μεταξύ των διαφόρων συστατικών του. Ένα έξυπνο σύστημα μπορεί να οριστεί σαν μία αυτόνομη οντότητα η οποία παρατηρεί μέσω αισθητήρων το περιβάλλον του και έπειτα με βάση τις παρατηρήσεις δρα κατάλληλα σε αυτό, κατευθύνοντας δηλαδή τις δραστηριότητές του προς την επίτευξη των στόχων του. Λόγω της ιδιαιτερότητας των συστημάτων αυτών, και εξαιτίας της αύξησης της ανάπτυξής τους καθώς και της χρήσης τους σε κρίσιμα συστήματα, οι απαιτήσεις για αξιοπιστία, ασφάλεια και λειτουργικότητα έχουν οδηγήσει στην ανάγκη για χρήση τυπικών μεθόδων για την ανάλυση τους και στην ανάπτυξη νέων μεθοδολογιών προσανατολισμένων συγκεκριμένα σε αυτά τα συστήματα. Σε αυτήν την διατριβή προτείνεται ένα πλαίσιο προδιαγραφής και επαλήθευσης δύο βασικών κατηγοριών έξυπνων πρακτόρων, εκείνων των συστημάτων των οποίων η συμπεριφορά ορίζεται μέσω αντιδραστικών κανόνων (reactive rules) καθώς και εκείνων των οποίων οι ενέργειες εξαρτώνται από το περιβάλλον τους (context-aware systems) καθώς προσαρμόζουν τη συμπεριφορά τους ανάλογα με τις αλλαγές που παρατηρούν. Στην πρώτη κατηγορία συστημάτων αρχικά προτείνεται μία τυπική σημασιο1λογίατωναναδραστικώνκανόνων, βασισμένηστηνάλγεβραμεκρυφούςτύπους, έπειτα μελετάται η τυπική ανάλυση και επαλήθευση των έξυπνων συστημάτων που ορίζονται μέσω αναδραστικών κανόνων με χρήση εξισωτικής λογικής, στη συνέχεια προτείνεται η χρήση λογικής βασισμένης στην αναγραφή όρων για την ανακάλυψη λαθών στη δομή των αναδραστικών κανόνων, όπως τερματισμού και σύγκλισης, και τέλος συγκρίνονται οι προτεινόμενες προσεγγίσεις. Στη δεύτερη κατηγορία συστημάτων, τα οποία κατά κανόνα είναι και πιο σύνθετα, ορίζουμε την προδιαγραφή τους ως τη σύνθεση των προδιαγραφών των επιμέρους συστατικών τους, δηλ. των προδιαγραφών που περιγράφουν τους τύπους δεδομένων και τα συστατικά του συστήματος σαν Παρατηρήσιμα Συστήματα Μετάβασης - ένα είδος συμπεριφοριακού αντικειμένου - ώστε να μπορέσει να εκφραστεί κατάλληλα η αλληλεπίδραση των συστατικών των συστημάτων αυτών. Στη συνέχεια με βάση τις προδιαγραφές και κάνοντας χρήση τεχνικών απόδειξης θεωρήματος είναι δυνατή η επαλήθευση ιδιοτήτων των συστημάτων. Το ότι ο δυναμικός χαρακτήρας του συστήματος προδιαγράφεται με κανόνες μετάβασης και χρησιμοποιώντας εξισωτική λογική ή λογική αναγραφής, κάνει τη μέθοδο αυτή καλύτερα κατανοητή και ευκολότερη από αντίστοιχες μεθόδους που προαπαιτούν βαθύτερη γνώση των τεχνικών απόδειξης θεωρήματος ή που βασίζονται σε λογικές ανώτερου επίπεδου. Η εφαρμογή των προτεινόμενων μεθόδων παρουσιάζεται μέσα από τη μελέτη μιας σειράς περιπτώσεων που αντιστοιχούν σε σχετικά συστήματα και πρωτόκολλα. Τα ζητήματα ασφαλείας για ένα έξυπνο σύστημα είναι μεγάλης κρισιμότητας και γι’ αυτό το λόγο δεν θα μπορούσαν να παραλειφθούν. Στα πλαίσια αυτά έχουν προδιαγραφεί και επαληθευθεί συστήματα έξυπνων πρακτόρων από τη διεθνή βιβλιογραφία. Στο τελευταίο κομμάτι της διατριβής προτείνεται μια επέκταση της μεθοδολογίας μοντελοποίησης και απόδειξης ιδιοτήτων που υποστηρίζεται από τη γλώσσα CafeOBJ, κατάλληλη για την αυτοματοποίηση των αποδείξεων και τη χρήση πιο σύγχρονων εργαλείων ανάλυσης προδιαγραφών, με χρήση του συστήματος αυτόματης απόδειξης Athena. Προτείνεται μία μεθοδολογία αλληλεπίδρασης των δύο συστημάτων απόδειξης, ώστε να είμαστε σε θέση να εκμεταλλευτούμε τα πλεονεκτήματα του καθενός ξεχωριστά, και παρουσιάζονται παραδείγματα εφαρμογών της προτεινόμενης προσέγγισης σε πρωτόκολλα που μελετώνται συχνά για τη δοκιμή εργαλείων επαλήθευσης σύνθετων συστημάτων.

show abstract

On Verifying Reactive Rules Using Rewriting Logic

Cited by 4 publications

References 19 publications

Formal Analysis of Database Trigger Systems Using Event-B

Formal Analysis of Database Trigger Systems Using Event-B

Formal analysis and verification support for reactive rule-based Web agents

Enabling reasoning and verification support for intelligent agent systems, using formal methods

Contact Info

Product

Resources

About