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P2 Counterexample-Guided Prophecy for Model Checking Modulo the Theory of Arrays

反例引导的预言(prophecy)用于模数组理论的模型检测
LMCS vol.Volume 18, Issue 32022匹配度 3/10 · 论文属于形式化验证/模型检测,涉及数组理论与量词不变式的归纳推理,与用户关注的“AI/LLM 改进静态分析或形式化验证”仅有领域背景上的弱关联;全文不涉及 LLM、Agent、浮点程序分析或贝叶斯程序分析,因此不匹配研究方向核心。引用 5 inbox
Makai Mann, Ahmed Irfan, Alberto Griggio, Oded Padon, Clark Barrett
crossref: 2026-09-10

AI 速览

一句话:通过自动添加预言变量并结合反例引导抽象精化,将含数组与量词不变式的模型检测归约为无量词、无数组的归纳推理。

无限状态系统的模型检测通常需要带量词的归纳不变式,尤其是涉及数组理论时,归纳推理难以自动化。本文提出一个框架:自动为系统增补辅助(预言,prophecy)变量,使得原本需要量词化不变式的系统能够用无量词的归纳证明完成验证;并将该机制与针对数组理论的反例引导抽象精化(CEGAR)方案相结合。由此,许多情形下带量词与数组的归纳推理被归约为无量词、无数组的推理,从而可交由现成的无量化 SMT 求解器处理。作者在文献中广泛的基准集上评估了实现,结果显示该方法常常优于当前最先进的工具,展示了其实际潜力。

问题
无限状态系统(特别是涉及数组与量词化不变式)的模型检测中,归纳不变式的自动发现与验证较为困难。
方法
自动向系统添加辅助的预言变量,使其可由无量词归纳证明验证,并与数组理论上的反例引导抽象精化(CEGAR)结合,把量词与数组推理归约为无量词、无数组的推理。
评估
在文献中大规模基准集上进行实验,与当前最先进工具比较,结果显示该实现常常取得更优性能。
原文摘要(Abstract)

We develop a framework for model checking infinite-state systems by automatically augmenting them with auxiliary variables, enabling quantifier-free induction proofs for systems that would otherwise require quantified invariants. We combine this mechanism with a counterexample-guided abstraction refinement scheme for the theory of arrays. Our framework can thus, in many cases, reduce inductive reasoning with quantifiers and arrays to quantifier-free and array-free reasoning. We evaluate the approach on a wide set of benchmarks from the literature. The results show that our implementation often outperforms state-of-the-art tools, demonstrating its practical potential.

链接与引用

DOI 原文 · PDF(开放获取) ·

BibTeX
@article{paperbot1660,
  title = {Counterexample-Guided Prophecy for Model Checking Modulo the Theory of Arrays},
  author = {Makai Mann and Ahmed Irfan and Alberto Griggio and Oded Padon and Clark Barrett},
  journal = {Logical Methods in Computer Science},
  volume = {Volume 18, Issue 3},
  year = {2022},
  doi = {10.46298/lmcs-18(3:26)2022}
}