多态π演算的互模拟等价关系及其公理化

类型系统在分布式系统理论中有着非常重要的作用。在为π演算引入多态类型系统后,需要对新的环境下进程的等价关系进行研究。在多态类型系统下,环境只能得知进程中通道的抽象类型,而无法得知通道的具体类型,此时环境的区分能力被削弱,所得到的互模拟关系更为粗糙。本文在以往文献研究的基础上给出了多态π演算互模拟的一个公理系统,并证明了公理系统的一致性和完备性。     

π-演算中无卫递归的消除

本文提出消除π－演算中无卫递归的公理，证明了将该公理加入到正则π－演算受卫递归子集上的证明系统后，所得到的证明系统在π－演算全体正则子集上关于互模拟等价的可靠性和完备性.     

弱共变-逆变模拟的公理刻画

进程代数是并发理论研究的主流方向,是分析和描述并发与分布式系统的重要工具之一。模拟是进程代数中刻画精化关系的核心概念。共变-逆变模拟派生于通常的模拟关系,它区分动作的类型,直观上,表达了状态的行为数目越多但并不一定越好的事实。然而,该模拟关系忽略了可观测动作与内动作的区别。因此,给出一种弱共变-逆变模拟关系及其相应的公理刻画,并且建立了该公理系统的可靠性与基完备性,进而证明了该公理系统亦是ω-完备的。     

GSOS算子下共变-异变模拟的公理刻画

进程的行为理论是进程演算研究的核心内容之一,其侧重于讨论进程间的行为等价和模拟关系。共变-异变模拟(Covariant-Contravariant Simulation,CC-模拟)的概念是对经典(互)模拟概念的推广,它通过区分动作类型,刻画了规范与实现对系统主动、被动和通讯动作在精化关系中的不同要求。行为关系的(前)同余性和公理刻画是进程演算代数特征的集中体现,它们对规范及实现的分析和推理至关重要。一般而言,行为关系(前)同余性的证明和公理系统的构造需要基于不同进程演算系统的结构化操作语义(Structural Operational Semantics,SOS)分别展开。为了避免这类研究工作中的重复劳动,学术界针对一般化SOS规则形式的元理论开展了研究,GSOS是其中被广泛研究的规则形式之一。文中在考量了动作类型的基础上,基于CC-模拟对GSOS规则形式做出扩充,提出了CC-GSOS规则类型,证明了CC-模拟相对于CC-GSOS算子具有前同余性,并给出了在这些算子下CC-模拟的可靠完备公理系统的一般性构造方法。     

类型化π演算的双代数语义

证明互模拟同余通常冗长且易出错.双代数为解决该问题提供统一的框架:若行为函子保持弱回拉,共代数范畴到基范畴的忘却函子有右伴函子,则最大共代数互模拟同余.但已有双代数理论建模类型化π演算存在以下困难:行为函子不保持弱回拉,进程互模拟与共代数互模拟不一致.为解决以上两个问题,用稠密拓扑导出布尔范畴作为语义范畴,令行为函子保持弱回拉;定义一类行为函子,使最大进程互模拟与最大共代数互模拟一致,而迟语义和早语义对应的行为函子属于该类函子.进而给出π演算最大进程互模拟同余的双代数模型,为进一步应用双代数框架对其他复杂演算建模奠定了理论基础.     

高阶π-演算的互模拟理论研究

标签转移系统语义在早期的进程演算中取得了巨大的成功。基于标签转移系统，Milner与Park引入了互模拟的概念来描述进程间的等价性，互模拟从此成为整个进程演算中的理论基石。在经典的CCS进程演算中，标签转移系统用于描述进程的操作语义，然后在此基础上，互模拟概念通过如下方式被定义出来：两个进程若互模拟，不仅要满足任何一方的行为都要能够被另外一方匹配，同时要     

γ演算到Action演算的转换

Action演算簇(action calculi)作为描述不同并发交互行为的数学框架,可以表示一大类具有某些相同特性的并发形式化模型.试图把(演算(一种基于约束的高阶并发计算模)也包含在action演算簇的框架下.首先定义了一个具体的action演算AC(K_γ),然后给出了从(演算到AC(K_γ)转换的形式描述,最后在定义AC(K_γ)的可观察性、弱互模拟关系和弱等价关系的基础上,以(演算为中间表示,证明了这种转换保持了(演算的弱行为等价性.研究表明,action演算簇可以表示基于约束的并发模型,从而充分说明了action演算簇的描述能力,并且为在action演算簇框架下把(演算与其他并发模型结合并进行比较提供了前提.     

考虑位置失效的移动系统安全模型*

以带位置扩展的移动进程π演算模型为形式化工具,在考虑位置失效的基础上,将移动系统的安全性质转换为系统进程在给定计算环境中的位置互模拟关系,提出了考虑位置失效的一种新安全模型。针对实际安全需求,该模型可以方便地描述不同的非干扰安全性质;该模型提供了一个统一的安全分析架构,可广泛用于移动计算系统的安全性分析。     

递归数据传送进程的证明系统

本文提出了递归数据传送进程互模拟的证明系统，并证明了其可靠性和相对于数据推理的完备性，其中关键的推理规则是唯一不动点归纳法，这个结果一方面将Ｍｉｌｎｅｒ关于正则基本ＣＣＳ的公理系统推广到数据传送进程，另一方面将Ｈｅｎｎｅｓｓｙ与Ｌｉｎ关于有穷数据传送进程的证明系统推广到无穷进程。     

π-演算互模拟判定算法的优化和实现

π-演算采用互模拟作为进程等价的准则.对有限状态的π-演算进程互模拟等价是可判定的,由此提出了互模拟检测算法的一种优化技术.该技术基于只将输入名字实例化为在以后的等名测试中用到的自由名字.通过实例说明这一优化技术可大大减少所用的时间和空间,并证明了优化算法的正确性.     

概率Applied Pi框架下的匿名度分析*

在概率Applied Pi下对安全协议的匿名度进行研究：它在概率Applied Pi进程上定义了metric,以对进程间的相似进行度量;该定义被证明是有效的,因为当两个进程之间的metric为0时这两个进程弱互模拟;基于metric给出了匿名度的形式化定义。最后分析了密码学家就餐问题,用概率Applied Pi对其建模,计算匿名度。     

基于符号迁移图的互模拟验证算法

符号迁移图是传值进程的一种直观而简洁的语义表示模型，该模型由Hennessy和Lin首先提出，随后又被Lin推广至带赋值的符号迁移图，本文不但定义了符号迁移图各种版本（基／符号）的强操作语义和强互模拟，提出了相互的强互模拟算法，而且通过引入符号观察图和符号同余图，给出了其弱互模拟等价和观察同余的验证算法，给出并证明了了τ－循环和τ－边消去定理，在应用任何弱互模拟观察同余验证算法之前，均可利用这些定理对所给符号迁移图进行化简。     

一个移动进程演算的互模拟同余定义框架

并发计算模型是理论计算机科学研究的重要领域之一。以π演算为代表的移动进程演算是目前并发理论的研究热点。互模拟等价定义是移动进程演算研究中的核心概念和问题，而传名机制使得移动进程演算中的互模拟同余关系更加复杂和有趣。本文在分析了常见的互模拟同余定义的基础上，通过抽取定义的核心要素，提出了一个三维的互模拟同余定义模型，从而将一般文献中常见的互模拟定义纳入到一个统一的框架中来，加深了我们对移动进程演算中互模拟概念的理解；同时本文利用这个模型，系统分析了各种互模拟之阿的关系。模型的优点在于它的普适性和开放性。     

一种扩充的π-演算及事务性等价关系研究

为了保证Web服务事务获得正确的执行和一致的结果,对Web服务事务处理的形式化研究是很重要的.现有研究集中在事务的建模和协议验证上,对事务特性仍缺乏深入研究.已有的事务建模方法主要采用增加额外的操作算子来描述事务补偿语义,而过于复杂的语法和迁移规则不利于对事务特性的进一步分析.在不增加新的操作算子的前提下,引入事务膜的位置概念来表示事务作用域,将进程的交互动作与消息相对事务膜的传递过程相关联,对π-演算进行扩充.结合进程行为的事务依赖性,提出了一种弱事务性开互模拟,来刻画可见事务行为的等价关系,利用互模拟等价理论分析了弱事务性等价关系的基本性质,为研究Web服务的事务特性提供了理论基础.     

非对称χ≠-演算的互模拟格

非对称χ≠-演算是一种移动计算模型.通过研究该演算的互模拟格,能够增强理解非对称性和不等名算子对移动进程代数理论的影响.在给出非对称χ≠-演算的语法和转移语义系统的基础上,定义了该演算的L-互模拟关系.研究表明非对称χ≠-演算的63个L-互模拟关系重叠为12个不同的互模拟关系,而且这12个互模拟关系构成了一个关于集包含的互模拟格.最后证明了barbed互模拟和开互模拟分别与该互模拟格的顶元和底元互模拟关系相重合.     

中介命题演算系统MP^M的公理完备集

本文基于中介逻辑命题演算系统MP^M构造了一个公理集合，证明了该公理集合的完备性。该公理集合中的公理均是由等式的形式给出，可以方便地对MP^M、MF^M系统上的等值公式进行推导和证明。本文还讨论了该公理集合在不完全信息数据库查询优化上的应用。     

非对称x^≠-演算的互模拟格

非对称x^≠-演算是一种移动计算模型．通过研究该演算的互模拟格，能够增强理解非对称性和不等名算子对移动进程代数理论的影响．在给出非对称x^≠-演算的语法和转移语义系统的基础上，定义了该演算的L-互模拟关系．研究表明非对称x^≠-演算的63个L-互模拟关系重叠为12个不同的互模拟关系，而且这12个互模拟关系构成了一个关于集包含的互模拟格．最后证明了barbed互模拟和开互模拟分别与该互模拟格的顶元和底元互模拟关系相重合．     

基于环境敏感互模拟的Kerberos协议形式化分析

进程演算通常用来研究交互式反应系统,其中的互模拟方法是用来形式化验证系统属性的重要途径.首先扩展了进程演算中的Spi演算,并将其应用于形式化描述网络安全协议--Kerberos协议的安全属性.为了验证该协议所声称的安全属性,引入了Spi演算中环境敏感互模拟的方法,即两个系统与环境发生交互过程中是否互模拟.通过采用该互模拟关系对Kerberos协议两个安全属性--可认证性和保密性--的证明,发现其可认证性是可靠的,而保密性存在一个可能的漏洞.最后,指出了基于互模拟的安全协议形式化验证方法今后值得进一步研究的方向.     

连续时间Markov决策过程互模拟等价及逻辑保持

模型检测中,Markov决策过程可以建模具有不确定性的系统,然而状态空间爆炸问题将会影响系统验证的成败与效率,互模拟等价可以用于系统状态的简约.在强互模拟关系的基础上,给出Markov决策过程模型弱互模拟等价关系的概念,导出了连续时间Markov决策过程及其内嵌离散时间Markov决策过程互模拟等价关系的内在联系;在强互模拟等价关系逻辑特征保持的基础上,给出弱互模拟等价关系下的逻辑保持性质,证明了弱互模拟等价的两个状态,同时满足除下一步算子外的连续随机逻辑公式,从而可以将原模型中的验证问题转换为简约后模型的验证问题,提高验证的效率.