論文の概要: Protocol Testing with I/O Grammars

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.20308v1
• Date: Wed, 24 Sep 2025 16:41:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-25 20:53:19.908635
• Title: Protocol Testing with I/O Grammars
• Title（参考訳）: I/O文法を用いたプロトコルテスト
• Authors: Alexander Liggesmeyer, José Antonio Zamudio Amaya, Andreas Zeller,
• Abstract要約: 本稿では,単一フレームワークにおける入力生成と出力チェックを組み合わせた新しいプロトコルテスト手法を提案する。 我々は、I/O文法が、テスト中のプログラムの出力検証を可能にするとともに、高度なプロトコルの特徴を正しく、完全に指定できることを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 45.68497486907946
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: Generating software tests faces two fundamental problems. First, one needs to _generate inputs_ that are syntactically and semantically correct, yet sufficiently diverse to cover behavior. Second, one needs an _oracle_ to _check outputs_ whether a test case is correct or not. Both problems become apparent in _protocol testing_, where inputs are messages exchanged between parties, and outputs are the responses of these parties. In this paper, we propose a novel approach to protocol testing that combines input generation and output checking in a single framework. We introduce _I/O grammars_ as the first means to _completely_ specify the syntax and semantics of protocols, including messages, states, and interactions. Our implementation, based on the FANDANGO framework, takes a single I/O grammar, and can act as a _test generator_, as a _mock object_, and as an _oracle_ for a _client_, a _server_, or both (or actually any number of parties), a versatility not found in any existing tool or formalism. User-defined _constraints}_can have the generator focus on arbitrary protocol features; $k$-path guidance systematically covers states, messages, responses, and value alternatives in a unified fashion. We evaluate the effectiveness of our approach by applying it to several protocols, including DNS, FTP, and SMTP. We demonstrate that I/O grammars can specify advanced protocol features correctly and completely, while also enabling output validation of the programs under test. In its evaluation, we find that systematic coverage of the I/O grammar results in much quicker coverage of the input and response spaces (and thus functionality) compared to the random-based state-of-the-art approaches.
• Abstract（参考訳）: ソフトウェアテストの生成には2つの根本的な問題がある。 まず、構文的かつ意味論的に正しいインプット_を_generateする必要があるが、振る舞いをカバーできるほど多様である。 第二に、テストケースが正しいかどうかに関わらず、_oracle_ to _check outputs_が必要である。 どちらの問題も_protocol testing_で明らかとなり、入力は当事者間でメッセージ交換され、出力はこれらの当事者の応答である。 本稿では,単一フレームワークにおける入力生成と出力チェックを組み合わせた新しいプロトコルテスト手法を提案する。 我々は、_I/O文法を、メッセージ、状態、インタラクションを含むプロトコルの構文とセマンティクスを_completely_で指定するための第1の手段として紹介する。 FANDANGOフレームワークをベースとした実装では、単一のI/O文法を採用し、_mockオブジェクト_として_testgenerator_として機能し、_client_や_server_、あるいはその両方(あるいは実際に複数のパーティ)の_oracle_として機能します。 ユーザ定義の_constraints}_canは、任意のプロトコル機能に注目するジェネレータを持ち、$k$-pathガイダンスは、統一された方法でステート、メッセージ、レスポンス、バリューオルタナティブを体系的にカバーする。 DNS,FTP,SMTPなどのプロトコルに適用することで,本手法の有効性を評価する。 我々は、I/O文法が、テスト中のプログラムの出力検証を可能にするとともに、高度なプロトコルの特徴を正しく、完全に指定できることを実証する。 その評価において、I/O文法の体系的カバレッジは、ランダムベースの最先端手法と比較して、入力空間と応答空間(そして機能)をはるかに高速にカバーできることがわかった。

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