Timed I/O Automata: It is never too late to complete your timed specification theory

A specification theory combines notions of specifications and implementations with a satisfaction relation, a refinement relation and a set of operators supporting stepwise design. We develop a complete specification framework for real-time systems using Timed I/O Automata as the specification formalism, with the semantics expressed in terms of Timed I/O Transition Systems. We provide constructs for refinement, consistency checking, logical and structural composition, and quotient of specifications -- all indispensable ingredients of a compositional design methodology. The theory is backed by rigorous proofs and is being implemented in the open-source tool ECDAR.Comment: Version submitted for revie

Efficient On-the-fly Algorithm for Checking Alternating Timed Simulation

In this paper we focus on property-preserving preorders between timed game automata and their application to control of partially observable systems. We define timed weak alternating simulation as a preorder between timed game automata, which preserves controllability. We define the rules of building a symbolic turn-based two-player game such that the existence of a winning strategy is equivalent to the simulation being satisfied. We also propose an on-the-fly algorithm for solving this game. This simulation checking method can be applied to the case of non-alternating or strong simulations as well. We illustrate our algorithm by a case study and report on results

Real-time systems refinement : application to the verification of web services

Les services Web sont des applications distribuées qui sont conçus pour atteindre une tâche spécifique de l'entreprise sur le web. Afin d'augmenter la qualité et d'élever la sécurité des services Web, la vérification de BPEL, un service web langage de composition est considérée. Dans ce contexte, le model checking est une des techniques de vérification les plus utilisés en raison de son exhaustivité, son application facile et automatique. Cependant, un inconvénient majeur du model checking est l'explosion combinatoire en cas de grands modèles. Le raffinement est une des techniques utilisées pour combattre au problème d'explosion. Dans cette thèse, nous étudions le raffinement des systèmes temporisés et son application à des situations réelles, à savoir les modèles BPEL. Pour cela, nous proposons d'abord une technique automatique pour la vérification de la simulation faible temporisée entre des systèmes de transitions temporisé basée sur des modèles issus d'un langage de spécification formelle, FIACRE. La technique est une méthode basée sur l'observation, dans laquelle deux systèmes de transitions temporisés sont composées avec un observateur temporisé. Une propriété de mu-calcul qui capte la simulation faible temporisée est ensuite vérifiée sur le résultat de la composition. En deuxième étape, afin de valider les modèles BPEL, nous proposons une technique qui consiste dans les étapes suivantes: premièrement, les activités BPEL qui ont besoin d'être abstrait sont fournis avec leurs abstractions. Deuxièmement, la source BPEL est transformé en FIACRE en fonction des choix précédents. Troisièmement, les propriétés d'exigences sont vérifiées sur le modèle de FIACRE abstrait. Enfin, les relations de simulation sont prouvés entre les composants concrets et abstraits du modèle.Web services are distributed applications which are designed to achieve a specific business task over the web. In order to increase the security and to elevate the safety of web services, the verification of BPEL, a web services composition language is considered. In this context, model checking is one of the most used verification techniques because of its thoroughness, its easy application, and automatic approach. However, a major drawback of model checking is the combinatory explosion in case of large models. Refinement is one of the used techniques to alleviate the model checking problem. In this PhD, we study the refinement of timed systems and its application to real life scenarios, namely to BPEL models. For this, we first suggest an automatic technique for checking the timed weak simulation between timed transition systems based on models originating from a formal specification language, FIACRE. The technique is an observation-based method in which two timed transition systems are composed with a timed observer. A $\mu$-calculus property that captures the timed weak simulation is then verified upon the result of the composition. At the second stage, in order to validate BPEL models, we suggest a technique that consists in the following steps : first, BPEL activities to-be-abstracted are provided along with their abstractions. Second, the BPEL source is transformed to FIACRE according to the previous choices. Third, domain properties are verified on the abstract FIACRE model. Finally, simulation relations are proven between concrete and abstract parts of the model