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P2 A Framework for Certified Self-Stabilization

一个面向经验证自稳定性的框架
LMCS vol.Volume 13, Issue 42017匹配度 2/10 · 该论文是在 Coq 中对分布式自稳定算法做机械化证明的定理证明工程,属于传统形式化验证与分布式容错领域,既不涉及 LLM/Agent 辅助验证,也与浮点程序分析、贝叶斯程序分析、以及面向 ML/Agentic 程序的静态分析等核心方向没有交集。引用 20 inbox
Karine Altisen, Pierre Corbineau, Stephane Devismes
dblp: 2026-09-10crossref: 2026-09-10arxiv: 2026-09-10

AI 速览

一句话:在 Coq 中建立自稳定算法的通用认证框架,并验证 k-聚类算法的部分正确性与簇头数量上界。

本文针对分布式自稳定算法正确性证明复杂、难以机器验证的问题,提出在 Coq 证明助手中构建经验证证明的通用框架。作者首先形式化了自稳定领域常用的复合原子性局部共享内存模型,并开发了包含势函数、集合基数等通用工具的库。为验证框架,他们对一个已有的静默自稳定 k-聚类算法进行了认证,证明其非平凡部分正确,并给出输出聚类簇头数量的定量界:当网络有 n 个节点时,簇头数至多 floor((n-1)/(k+1))+1。该工作为自稳定算法的机器化验证提供了可复用基础。

问题
分布式自稳定算法的正确性证明通常复杂且容易出错,缺乏在证明助手中可复用的机器化验证框架。
方法
在 Coq 中形式化复合原子性局部共享内存模型,并构建包含势函数与集合基数等工具的通用认证框架,进而认证一个静默自稳定 k-聚类算法。
评估
通过 Coq 机器化证明该 k-聚类算法的非平凡部分及其簇头数量上界:至多 floor((n-1)/(k+1))+1。
原文摘要(Abstract)

We propose a general framework to build certified proofs of distributed self-stabilizing algorithms with the proof assistant Coq. We first define in Coq the locally shared memory model with composite atomicity, the most commonly used model in the self-stabilizing area. We then validate our framework by certifying a non trivial part of an existing silent self-stabilizing algorithm which builds a $k$-clustering of the network. We also certify a quantitative property related to the output of this algorithm. Precisely, we show that the computed $k$-clustering contains at most $\lfloor \frac{n-1}{k+1} \rfloor + 1$ clusterheads, where $n$ is the number of nodes in the network. To obtain these results, we also developed a library which contains general tools related to potential functions and cardinality of sets.

链接与引用

DOI 原文 · arXiv · PDF(开放获取) · DBLP

BibTeX
@article{AltisenCD17,
  title = {A Framework for Certified Self-Stabilization},
  author = {Karine Altisen and Pierre Corbineau and Stephane Devismes},
  journal = {Logical Methods in Computer Science},
  volume = {Volume 13, Issue 4},
  year = {2017},
  doi = {10.23638/lmcs-13(4:14)2017}
}