This paper presents a data-driven framework to improve the trustworthiness of US tax preparation software systems. Given the legal implications of bugs in such software on its users, ensuring compliance and trustworthiness of tax preparation software is of paramount importance. The key barriers in developing debugging aids for tax preparation systems are the unavailability of explicit specifications and the difficulty of obtaining oracles. We posit that, since the US tax law adheres to the legal doctrine of precedent, the specifications about the outcome of tax preparation software for an individual taxpayer must be viewed in comparison with individuals that are deemed similar. Consequently, these specifications are naturally available as properties on the software requiring similar inputs provide similar outputs. Inspired by the metamorphic testing paradigm, we dub these relations metamorphic relations. In collaboration with legal and tax experts, we explicated metamorphic relations for a set of challenging properties from various US Internal Revenue Services (IRS) publications including Publication 596 (Earned Income Tax Credit), Schedule 8812 (Qualifying Children/Other Dependents), and Form 8863 (Education Credits). We focus on an open-source tax preparation software for our case study and develop a randomized test-case generation strategy to systematically validate the correctness of tax preparation software guided by metamorphic relations. We further aid this test-case generation by visually explaining the behavior of software on suspicious instances using easy to-interpret decision-tree models. Our tool uncovered several accountability bugs with varying severity ranging from non-robust behavior in corner-cases (unreliable behavior when tax returns are close to zero) to missing eligibility conditions in the updated versions of software.


翻译:本文提出了一种数据驱动框架,旨在提升美国报税软件系统的可信度。鉴于此类软件中漏洞对用户可能产生的法律后果,确保报税软件的合规性与可信度至关重要。开发报税系统调试工具面临的主要障碍在于缺乏明确的规范说明,且难以获取测试预言(oracles)。我们指出,由于美国税法遵循判例法原则,针对单个纳税人报税软件结果的规范必须通过与相似个体的比较来进行评估。因此,这些规范天然地体现为软件对相似输入应产生相似输出的属性要求。受蜕变测试(metamorphic testing)范式启发,我们将这些关系命名为蜕变关系(metamorphic relations)。在与法律及税务专家的协作下,我们根据美国国税局(IRS)的多份出版物(包括第596号出版物《劳动所得税抵免》、附表8812《合格子女/其他被抚养人》及表格8863《教育抵免》)中的多项复杂属性,明确了对应的蜕变关系。我们以一款开源报税软件为案例研究对象,开发了一种随机测试用例生成策略,通过蜕变关系引导系统性地验证报税软件的正确性。我们进一步利用易于理解的决策树模型对可疑实例的软件行为进行可视化解释,以辅助测试用例生成。该工具发现了多个严重程度不一的责任相关漏洞,涵盖从边界情况下的非鲁棒行为(纳税申报金额趋近于零时的不稳定表现)到软件更新版本中遗漏资格条件的缺陷。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
41+阅读 · 2020年9月6日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
计算机 | EMNLP 2019等国际会议信息6条
Call4Papers
18+阅读 · 2019年4月26日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
大数据 | 顶级SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
10+阅读 · 2018年12月29日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
20+阅读 · 2020年6月8日
VIP会员
最新内容
基于博弈论的陆军人机协同(长文报告)
专知会员服务
3+阅读 · 今天1:54
美国陆军航空兵:以愿景引领转型
专知会员服务
2+阅读 · 今天1:38
《多域战场上反制小型无人机系统》150页
专知会员服务
14+阅读 · 6月11日
战场人工智能:增强陆地作战能力的发现与要求
以人工智能为中心的指挥控制
专知会员服务
5+阅读 · 6月11日
相关VIP内容
专知会员服务
41+阅读 · 2020年9月6日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
计算机 | EMNLP 2019等国际会议信息6条
Call4Papers
18+阅读 · 2019年4月26日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
大数据 | 顶级SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
10+阅读 · 2018年12月29日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员