Modellbasierte Verifikation softwarebasierter Automatisierungssysteme


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Der Forschungsschwerpunkt „Modellbasierte Verifikation softwarebasierter Automatisierungssysteme“ befasst sich mit der Entwicklung und der Evaluierung von Verfahren zur Erkennung bzw. zum Ausschluss logischer Fehler zu vorspezifiziertem Verhalten. Hierzu gehören insbesondere safety-relevante Fehler bzw. security-relevante Schwachstellen, die im Zusammenhang mit dem Entwurf bzw. der Implementierung softwarebasierter Steuerungen entstehen, sowie Konzeptfehler bei der Erfassung bzw. der Realisierung kooperierender mobiler Agenten (z.B. Roboter).

Zum Zwecke einer systematischen Verifikation des anzustrebenden autonomen bzw. kooperierenden Verhaltens sind zunächst geeignete formale Notationen auszuwählen, die das jeweils zu analysierende Systemverhalten auf einer problemangemessenen Abstraktionsebene zu erfassen und zu analysieren erlauben. In Abhängigkeit von anwendungsspezifischen Merkmalen (Codenähe, Beschränktheit der Zustände, Nebenläufigkeit, zeitgesteuertes bzw. ereignisgesteuertes Verhalten, anzustrebende Skalierbarkeit in Bezug auf die Anzahl der Agenten) bieten sich unterschiedliche Formalismen an, etwa

- (datenflussannotierte) Kontrollflussgraphen,
- endliche (zeitbehaftete) Zustandsmaschinen,
- kommunizierende erweiterte Zustandsmaschinen,
- Farbige Petri-Netze, etc.

Auf der Basis der ausgewählten Modellierungssprache werden mittels statischer Analyse Suchräume geeignet eingegrenzt bzw. Zielgrößen (typischerweise Überdeckungsmetriken) definiert, die es anschließend durch geeignete, meist heuristische Testdatengenerierungsverfahren weitgehend automatisch zu maximieren gilt.

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