Exploiting partial knowledge for efficient model analysis

The advancement of constraint solvers and model checkers has enabled the effective analysis of high-level formal specification languages. However, these typically handle a specification in an opaque manner, amalgamating all its constraints in a single monolithic verification task, which often proves to be a performance bottleneck. This paper addresses this issue by proposing a solving strategy that exploits user-provided partial knowledge, namely by assigning symbolic bounds to the problem’s variables, to automatically decompose a verification task into smaller ones, which are prone to being independently analyzed in parallel and with tighter search spaces. An effective implementation of the technique is provided as an extension to the Kodkod relational constraint solver. Evaluation shows that, in average, the proposed technique outperforms the regular amalgamated verification procedure.ERDF - European Regional Development Fund(POCI-01-0145-FEDER-016826)This work is financed by the ERDF – European Regional Development Fund through the Operational Programme for Competitiveness and Internationalisation - COMPETE 2020 Programme and by National Funds through the Portuguese funding agency, FCT - Fundação para a Ciência e a Tecnologia within project POCI-01-0145-FEDER-016826.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Formalização da reconfiguração de protocolos de consenso usando Alloy

Dissertação de mestrado integrado em Informatics EngineeringO protocolo de máquinas de estado replicadas (MER) é uma peça fundamental dos sistemas distribuídos. No centro deste protocolo estão os algoritmos de consenso, como o Paxos, usados para manter a consistência das MER. Todavia, os sistemas modernos não podem depender estritamente das técnicas de MER, estes devem também implementar estratégias de reconfiguração. Estas estratégias consistem em alterar a configuração do sistema, adicionando, removendo ou substituindo os processos que o compõem. Dada a sua complexidade, a implementação de protocolos de reconfiguração é muito suscetível a erros, daí que seja aconselhável a especificação, validação e verificação dos mesmos. No presente trabalho apresentamos uma especificação em linguagem Alloy do protocolo de reconfiguração Vertical Paxos e do protocolo de consenso Paxos. Além destes, modelamos o protocolo Multi-Paxos, o qual implementa uma MER. Estes protocolos estão intrinsecamente relacionados e a compreensão do primeiro é facilitada com o conhecimento dos demais. Atualmente, o Alloy é uma das linguagens de especificação mais populares, mas pouco explorada na modelação de algoritmos distribuídos e, tanto quanto sabemos, não existe ainda nenhuma especificação dos referidos protocolos em Alloy. O presente trabalho visa modelar e validar os referidos protocolos, bem como verificar as suas propriedades de safety, de modo a obtermos confiança nas especificações. Ademais, realizamos uma avaliação de desempenho de diferentes solvers e estratégias de decomposição nativas do Alloy, bem como uma breve análise comparativa com o TLA+.State machine replication (SMR) protocols have a crucial role in distributed systems. At the heart of these protocols are the consensus algorithm, such as Paxos, responsible for SMR’s consistency. However, modern systems cannot only rely on SMR thecniques, they must implement reconfiguration strategies, which consist in changing their configurations by adding, removing or replacing their processes. Due to its complexity, implementing a reconfiguration algorithm is error-prone, therefore its specification, validation and verification is advisable. In this work, we present a specification, in Alloy, of the reconfiguration protocol Vertical Paxos and the consensus protocol Paxos. Besides, we model the Multi-Paxos protocol which implements a SMR. These three protocols are intrinsically related and, once we are familiar with Paxos and Multi-Paxos, understanding Vertical Paxos becomes straigthfoward. Nowadays, Alloy is one of the most popular specification languages, but littleexplored in modeling and analyzing distributed algorithms. As far as we know, there is still no specification of these protocols in Alloy. The aim of this work is to model and validate these protocols, as well as to verify their safety properties, in order to obtain confidence in our specifications. Furthermore, we evaluate the performance of different solvers and decomposition strategies. Finally, we carry out a brief comparative analysis with TLA+

Políticas de Copyright de Publicações Científicas em Repositórios Institucionais: O Caso do INESC TEC

A progressiva transformação das práticas científicas, impulsionada pelo desenvolvimento das novas Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC), têm possibilitado aumentar o acesso à informação, caminhando gradualmente para uma abertura do ciclo de pesquisa. Isto permitirá resolver a longo prazo uma adversidade que se tem colocado aos investigadores, que passa pela existência de barreiras que limitam as condições de acesso, sejam estas geográficas ou financeiras. Apesar da produção científica ser dominada, maioritariamente, por grandes editoras comerciais, estando sujeita às regras por estas impostas, o Movimento do Acesso Aberto cuja primeira declaração pública, a Declaração de Budapeste (BOAI), é de 2002, vem propor alterações significativas que beneficiam os autores e os leitores. Este Movimento vem a ganhar importância em Portugal desde 2003, com a constituição do primeiro repositório institucional a nível nacional. Os repositórios institucionais surgiram como uma ferramenta de divulgação da produção científica de uma instituição, com o intuito de permitir abrir aos resultados da investigação, quer antes da publicação e do próprio processo de arbitragem (preprint), quer depois (postprint), e, consequentemente, aumentar a visibilidade do trabalho desenvolvido por um investigador e a respetiva instituição. O estudo apresentado, que passou por uma análise das políticas de copyright das publicações científicas mais relevantes do INESC TEC, permitiu não só perceber que as editoras adotam cada vez mais políticas que possibilitam o auto-arquivo das publicações em repositórios institucionais, como também que existe todo um trabalho de sensibilização a percorrer, não só para os investigadores, como para a instituição e toda a sociedade. A produção de um conjunto de recomendações, que passam pela implementação de uma política institucional que incentive o auto-arquivo das publicações desenvolvidas no âmbito institucional no repositório, serve como mote para uma maior valorização da produção científica do INESC TEC.The progressive transformation of scientific practices, driven by the development of new Information and Communication Technologies (ICT), which made it possible to increase access to information, gradually moving towards an opening of the research cycle. This opening makes it possible to resolve, in the long term, the adversity that has been placed on researchers, which involves the existence of barriers that limit access conditions, whether geographical or financial. Although large commercial publishers predominantly dominate scientific production and subject it to the rules imposed by them, the Open Access movement whose first public declaration, the Budapest Declaration (BOAI), was in 2002, proposes significant changes that benefit the authors and the readers. This Movement has gained importance in Portugal since 2003, with the constitution of the first institutional repository at the national level. Institutional repositories have emerged as a tool for disseminating the scientific production of an institution to open the results of the research, both before publication and the preprint process and postprint, increase the visibility of work done by an investigator and his or her institution. The present study, which underwent an analysis of the copyright policies of INESC TEC most relevant scientific publications, allowed not only to realize that publishers are increasingly adopting policies that make it possible to self-archive publications in institutional repositories, all the work of raising awareness, not only for researchers but also for the institution and the whole society. The production of a set of recommendations, which go through the implementation of an institutional policy that encourages the self-archiving of the publications developed in the institutional scope in the repository, serves as a motto for a greater appreciation of the scientific production of INESC TEC