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P2 Modular coinduction up-to for higher-order languages via first-order transition systems

通过一阶迁移系统实现高阶语言的模块化 up-to 共归纳
LMCS vol.Volume 17, Issue 32021匹配度 1/10 · 该论文属于纯形式语义与并发理论中的共归纳 up-to 双模拟方法,关注高阶语言与一阶 LTS 的迁移,与用户核心方向(LLM/Agent 用于静态分析与形式化验证、浮点程序分析、贝叶斯程序分析)没有直接交集;仅在形式化验证的理论背景上有极弱关联。引用 2 inbox
Jean-Marie Madiot, Damien Pous, Davide Sangiorgi
crossref: 2026-09-10

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一句话:将一阶 LTS 的 up-to 双模拟理论经全抽象翻译迁移到高阶语言,实现模块化共归纳证明。

本文研究如何把一阶标记迁移系统(LTS)上成熟的“up-to 双模拟”共归纳证明技术推广到高阶语言。已有理论基于抽象不动点与兼容函数,为 CCS 类一阶 LTS 提供了丰富的 up-to 技术库,但高阶语言的 LTS 与双相似性超出了该框架。作者提出通过构造从高阶 LTS 和双相似性到一阶 LTS 的全抽象翻译,把问题归约到一阶情形,从而直接复用现有 up-to 技术;唯一需要手工验证的是新语言特有基本 up-to 技术的兼容性。文章在 π 演算、λ 演算以及带引用的按值调用 λ 演算上实例化该方法,表明模块化 coinduction up-to 可系统迁移到高阶语言。

问题
如何将一阶 LTS 上的 up-to 双模拟/共归纳证明方法扩展到高阶语言,而其 LTS 与双相似性无法直接套用一阶理论?
方法
通过全抽象翻译把高阶 LTS 与双相似性归约到一阶 LTS,从而复用已有 up-to 技术;仅手工验证新语言特有基本 up-to 技术的兼容性。
评估
在 π 演算、λ 演算及带引用的按值调用 λ 演算上进行理论实例化,考察方法的适用性与模块化程度。
原文摘要(Abstract)

The bisimulation proof method can be enhanced by employing `bisimulations up-to' techniques. A comprehensive theory of such enhancements has been developed for first-order (i.e., CCS-like) labelled transition systems (LTSs) and bisimilarity, based on abstract fixed-point theory and compatible functions. We transport this theory onto languages whose bisimilarity and LTS go beyond those of first-order models. The approach consists in exhibiting fully abstract translations of the more sophisticated LTSs and bisimilarities onto the first-order ones. This allows us to reuse directly the large corpus of up-to techniques that are available on first-order LTSs. The only ingredient that has to be manually supplied is the compatibility of basic up-to techniques that are specific to the new languages. We investigate the method on the pi-calculus, the lambda-calculus, and a (call-by-value) lambda-calculus with references.

链接与引用

DOI 原文 · PDF(开放获取) ·

BibTeX
@article{paperbot1279,
  title = {Modular coinduction up-to for higher-order languages via first-order transition systems},
  author = {Jean-Marie Madiot and Damien Pous and Davide Sangiorgi},
  journal = {Logical Methods in Computer Science},
  volume = {Volume 17, Issue 3},
  year = {2021},
  doi = {10.46298/lmcs-17(3:25)2021}
}