Modellierung, Analyse, Verifikation (WS 2021/22)
Dozentin/Übungsleitung:
Prof. Dr. Barbara König
Inhalt und Lernziele
Zur automatischen Verifikation und Validierung von Programmen und Systemen benötigt man Verfahren, die bei Eingabe eines Programms und einer zugehörigen Spezifikation entscheiden, ob das Programm diese Spezifikation erfüllt.
Im Allgemeinen ist dieses Problem unentscheidbar, es gibt jedoch viele sicherheitskritische Programme, die man dennoch gerne maschinell analysieren und verifizieren möchte. Auch sie können analysiert werden, wenn man nicht-vollständige Verfahren zulässt. Man verlangt, dass diese Analyseverfahren niemals ein fehlerhaftes Programm als korrekt ansehen, es ist aber zulässig, korrekte Programme abzulehnen (einseitiger Irrtum). Auf diese Weise kann immer noch eine große Menge von Programmen analysisert und ihre Korrektheit verifiziert werden. Ein anderer wichtiger Anwendungsbereich ist die Programmoptimierung im Compilerbau.
In der Vorlesung werden insbesondere folgende Themen behandelt:
- Datenflussanalyse (Fixpunkttheorie, Monotone Frameworks, Worklist-Algorithmus, Anwendungsbeispiele: Compilerbau, Java Bytecode Verifier)
- Grundlagen der abstrakten Interpretation (Galois-Verbindungen, Sichere Approximation von Funktionen, Abstraktionsverfeinerung)
Tools
Folgende Werkzeuge werden in der Vorlesung eingesetzt:
- PAG/WWW (Programmanalyse-Generator mit WWW-Interface)
- jasmin (Assembler für Java-Bytecode)
Termine
Die Vorlesung und Übung werden zunächst, unter Einhaltung der aktuell geltenden Corona-Regeln, in Präsenz stattfinden. Eventuelle Änderungen im Laufe des Semesters werden über das Moodle der Vorlesung bekannt gegeben.
Vorlesung
Dienstags und donnerstags, 8.30- 10 Uhr, beginnend am 12.10.2021
Ort: LC 137
Übungen
Jede zweite Woche donnerstags, 8.30- 10 Uhr, im LC 137
Die Übungsblätter werden über den Moodle-Kurs bereit gestellt.
Prüfung
TBA
Downloads
Die Vorlesungsfolien, das Skript und die Übungsblätter werden über das Moodle der Vorlesung (Link hier) zur Verfügung gestellt. Bitte melden Sie sich in diesem Moodle-Kurs an.