基于構(gòu)造形式證明的程序驗(yàn)證.pdf

1、隨著Internet的廣泛應(yīng)用和移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，人們對(duì)高可信軟件的需求越來(lái)越多，從而對(duì)軟件的可靠性和安全性提出了更高的挑戰(zhàn)，因此軟件安全問(wèn)題再次顯得至關(guān)重要。用形式化方法在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中進(jìn)行嚴(yán)格推理是提高軟件安全性的根本途徑。在眾多的形式化方法中，近十年來(lái)從構(gòu)造程序形式證明的角度來(lái)支持代碼安全性的研究引起了廣泛的關(guān)注。 按照對(duì)安全性質(zhì)推理方法的不同，目前研究代碼安全性主要有兩類方法：基于類型論的方法、基于Hoare邏輯的

2、方法。而后者正是本項(xiàng)目的研究領(lǐng)域。自動(dòng)定理證明器和隨之產(chǎn)生的出具證明的驗(yàn)證編譯器都是這個(gè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。相關(guān)的PCC項(xiàng)目和CAP項(xiàng)目具有重大的影響力。 本文的工作基于我們的現(xiàn)實(shí)驗(yàn)證匯編語(yǔ)言(RealisticCertifiedAssemblyLanguage，簡(jiǎn)稱RCAL86)項(xiàng)目。它提出了一種低級(jí)的機(jī)器語(yǔ)言RCAL86和采用形式化方法構(gòu)造證明的開(kāi)發(fā)框架。本文介紹了基于構(gòu)造形式證明的程序驗(yàn)證方法。該方法將形式化技術(shù)應(yīng)用到程序驗(yàn)證

3、領(lǐng)域，將Hoare邏輯的推理方式用于低級(jí)語(yǔ)言性質(zhì)的推理。 本文重點(diǎn)討論了程序滿足安全性質(zhì)的證明方法和技術(shù)，并且結(jié)合驗(yàn)證Buddy程序的構(gòu)造過(guò)程詳細(xì)討論了驗(yàn)證程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程。文中對(duì)過(guò)程的三個(gè)階段：標(biāo)注、形式化、證明進(jìn)行了重點(diǎn)闡述。文中不僅給出了每個(gè)階段包含的內(nèi)容，還根據(jù)構(gòu)造驗(yàn)證Buddy程序的實(shí)踐討論了每個(gè)階段遇到的主要問(wèn)題、問(wèn)題的解決方法以及總結(jié)了每個(gè)階段工作的經(jīng)驗(yàn)。本文還研究了采用證明工具Coq構(gòu)造證明的方法、證明結(jié)構(gòu)和證明策