Formal verification provides a rigorous and systematic approach to ensure the correctness and reliability of software systems. Yet, constructing specifications for the full proof relies on domain expertise and non-trivial manpower. In view of such needs, an automated approach for specification synthesis is desired. While existing automated approaches are limited in their versatility, i.e., they either focus only on synthesizing loop invariants for numerical programs, or are tailored for specific types of programs or invariants. Programs involving multiple complicated data types (e.g., arrays, pointers) and code structures (e.g., nested loops, function calls) are often beyond their capabilities. To help bridge this gap, we present AutoSpec, an automated approach to synthesize specifications for automated program verification. It overcomes the shortcomings of existing work in specification versatility, synthesizing satisfiable and adequate specifications for full proof. It is driven by static analysis and program verification, and is empowered by large language models (LLMs). AutoSpec addresses the practical challenges in three ways: (1) driving \name by static analysis and program verification, LLMs serve as generators to generate candidate specifications, (2) programs are decomposed to direct the attention of LLMs, and (3) candidate specifications are validated in each round to avoid error accumulation during the interaction with LLMs. In this way, AutoSpec can incrementally and iteratively generate satisfiable and adequate specifications. The evaluation shows its effectiveness and usefulness, as it outperforms existing works by successfully verifying 79% of programs through automatic specification synthesis, a significant improvement of 1.592x. It can also be successfully applied to verify the programs in a real-world X509-parser project.


翻译:形式化验证为确保软件系统的正确性和可靠性提供了一种严谨系统的方法。然而,为完整证明构建规约依赖于领域知识和大量人力投入。鉴于这些需求,自动化的规约合成方法尤为重要。现有自动化方法在通用性方面存在局限,即它们要么仅专注于数值程序的循环不变量合成,要么针对特定类型程序或不变量进行定制。涉及多种复杂数据类型(如数组、指针)和代码结构(如嵌套循环、函数调用)的程序往往超出其能力范围。为弥补这一差距,我们提出AutoSpec,一种面向自动化程序验证的规约合成方法。它克服了现有工作在规约通用性方面的不足,可合成可满足且充分的规约以完成完整证明。该方法由静态分析和程序验证驱动,并借助大语言模型(LLMs)增强能力。AutoSpec通过三种方式解决实际挑战:(1)利用静态分析和程序验证驱动规约生成,LLMs作为生成器生成候选规约;(2)对程序进行分解以引导LLMs的注意力;(3)每轮对候选规约进行验证,避免在与LLMs交互过程中的错误累积。由此,AutoSpec能够增量式、迭代地生成可满足且充分的规约。实验评估表明其有效性和实用性:通过自动规约合成成功验证了79%的程序,相比现有方法提升1.592倍。该方法还可成功应用于实际X509解析器项目中程序的验证。

0
下载
关闭预览

相关内容

Automator是苹果公司为他们的Mac OS X系统开发的一款软件。 只要通过点击拖拽鼠标等操作就可以将一系列动作组合成一个工作流,从而帮助你自动的(可重复的)完成一些复杂的工作。Automator还能横跨很多不同种类的程序,包括:查找器、Safari网络浏览器、iCal、地址簿或者其他的一些程序。它还能和一些第三方的程序一起工作,如微软的Office、Adobe公司的Photoshop或者Pixelmator等。
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:30
多智能体协作机制
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:26
非对称优势:美海军开发低成本反无人机技术
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:39
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:48
《军事模拟:将军事条令与目标融入AI智能体》
专知会员服务
9+阅读 · 今天2:43
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
7+阅读 · 4月24日
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
8+阅读 · 4月24日
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
14+阅读 · 4月24日
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
10+阅读 · 4月24日
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
5+阅读 · 4月24日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员