論文の概要: Inductive Predicate Synthesis Modulo Programs (Extended)
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.08455v1
- Date: Thu, 11 Jul 2024 12:51:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-12 17:29:40.227736
- Title: Inductive Predicate Synthesis Modulo Programs (Extended)
- Title（参考訳）: 誘導的述語合成モジュロプログラム(拡張)
- Authors: Scott Wesley, Maria Christakis, Jorge A. Navas, Richard Trefler, Valentin Wüstholz, Arie Gurfinkel,
- Abstract要約: プログラム解析のトレンドは、入力プログラムの言語内で検証条件を符号化することである。
Inductive Predicate Synthesis Modulo Programs (IPS-MP) を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7372615815088566
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A growing trend in program analysis is to encode verification conditions within the language of the input program. This simplifies the design of analysis tools by utilizing off-the-shelf verifiers, but makes communication with the underlying solver more challenging. Essentially, the analyzer operates at the level of input programs, whereas the solver operates at the level of problem encodings. To bridge this gap, the verifier must pass along proof-rules from the analyzer to the solver. For example, an analyzer for concurrent programs built on an inductive program verifier might need to declare Owicki-Gries style proof-rules for the underlying solver. Each such proof-rule further specifies how a program should be verified, meaning that the problem of passing proof-rules is a form of invariant synthesis. Similarly, many program analysis tasks reduce to the synthesis of pure, loop-free Boolean functions (i.e., predicates), relative to a program. From this observation, we propose Inductive Predicate Synthesis Modulo Programs (IPS-MP) which extends high-level languages with minimal synthesis features to guide analysis. In IPS-MP, unknown predicates appear under assume and assert statements, acting as specifications modulo the program semantics. Existing synthesis solvers are inefficient at IPS-MP as they target more general problems. In this paper, we show that IPS-MP admits an efficient solution in the Boolean case, despite being generally undecidable. Moreover, we show that IPS-MP reduces to the satisfiability of constrained Horn clauses, which is less general than existing synthesis problems, yet expressive enough to encode verification tasks. We provide reductions from challenging verification tasks -- such as parameterized model checking -- to IPS-MP. We realize these reductions with an efficient IPS-MP-solver based on SeaHorn, and describe a application to smart-contract verification.
- Abstract（参考訳）: プログラム解析のトレンドは、入力プログラムの言語内で検証条件を符号化することである。
これにより、既製の検証器を利用することで解析ツールの設計が簡単になるが、基礎となる解決器との通信がより困難になる。
本質的には、アナライザは入力プログラムのレベルで動作し、ソルバは問題のエンコーディングのレベルで動作します。
このギャップを埋めるためには、検証者は解析器から解法器に証明ルールを通さなければならない。
例えば、帰納的プログラム検証器上に構築された並列プログラムのアナライザは、基礎となる解法に対してOwicki-Griesスタイルの証明ルールを宣言する必要があるかもしれない。
このような証明ルールは、プログラムをどのように検証すべきかをさらに特定し、つまり証明ルールを通過させる問題は不変合成の形式である。
同様に、多くのプログラム解析タスクは純粋でループのないブール関数(つまり述語)のプログラムに対する合成に還元される。
そこで本研究では,高次言語を最小限の合成機能で拡張したインダクティブ述語合成モデュロプログラム(IPS-MP)を提案する。
IPS-MPでは、未知の述語は仮定と主張の下に現れ、プログラムのセマンティクスを調節する仕様として機能する。
既存の合成解法はIPS-MPでは非効率であり、より一般的な問題をターゲットにしている。
本稿では, IPS-MP は一般に決定不能であるにもかかわらず, Boolean の場合において効率的な解であることを示す。
さらに、IPS-MPは、既存の合成問題よりも一般的ではない制約付きホーン節の満足度を低下させるが、検証タスクを符号化するのに十分な表現性を示すことを示す。
パラメータ化モデルチェックなどの検証タスクをIPS-MPに還元する。
SeaHorn に基づく IPS-MP-solver によるこれらの削減を実現し,スマートコントラクト検証への応用について述べる。
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