Bachelor's thesis
Awards: Dean's Award for an Outstanding Final Thesis

Complexity of Word-Level Model Checking with Arrays

Lea Petřivalská
Abstract

Tato práce analyzuje výpočetní složitost model checkingu nad bezkvantifikátorovou bit-vektorovou logikou s poli (QF_ABV). Verification modulo theory (VMT) je verifikační problém spočívající v ověření vlastností symbolických přechodových systémů popsaných pomocí formulí nad teoriemi predikátové logiky. Výzkum složitosti různých fragmentů VMT přispívá k vývoji efektivního verifikačních softwaru. Složitost …more

Abstract

This work delivers the complexity results for verification over quantifier-free bit-vector logic with arrays (QF_ABV). Verification modulo theory (VMT) is the problem of model checking symbolic transition systems described with formulas over some theory of first-order logic. As such, it forms a key part of formal verification. The notion of the complexity of various VMT fragments is useful for the …more

Thesis description
Word-level model checking is a problem of deciding whether all reachable states of the given symbolic transition system with bit-vector state variables satisfy the given property. The symbolic transition system consists of first-order formulas over bit-vector logic that describe the set of initial states and the transition relation. It has been shown that the problem is PSPACE-complete if the bit-widths and constants in the formulas are encoded in unary and EXPSPACE-complete if the bit-widths and constants are encoded in binary. In practice, the systems contain not only registers that are modeled by bit-vector variables, but also memories that are modeled as arrays. This generalizes the problem to model checking of systems described by formulas over the theory of bit-vectors and arrays. The computational complexity of this problem is currently unknown. The student will identify and prove the complexity class of the problem or identify a practically significant syntactic fragment of the systems for which the complexity can be provided and proven.
The thesis has been checked:
6/1/2025 08:24, RNDr. Martin Jonáš, Ph.D., UČO 359542
Full text of thesis
547,9 KB / file PDF
Language used
English English
Defence date
7/2/2025
The thesis was defended successfully

Supervisor

RNDr. Martin Jonáš, Ph.D., UČO 359542
KTP FI MU

Reader

RNDr. Nikola Beneš, Ph.D., UČO 72525
KPSK FI MU

Masaryk University Faculty of Informatics
Programme
Plan
Informatics
  • Přidání souboru

    Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.
  • Další operace se soubory

    Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.
  • Pohled pro experty

    Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.
  • Vyhledávání souborů

    Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.
  • Rychlý přístup k souborům

    Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.