不可否认协议形式化分析的Petri网方法

Petri网是一种描述及分析并发行为的工具,在安全协议的形式化分析中得到了广泛的应用,但目前还没有人使用Petri网来分析不可否认协议.本文以一般安全协议的Petri网分析方法为基础,提出了使用Petri网分析不可否认协议的建模及分析方法,该方法可以描述并分析一些其它形式化方法无法描述的协议性质.使用该方法分析J. Zhou和D. Gollmann的公平不可否认协议发现了它议的一个许多其它形式化方法不能发现的已知缺陷.     

UML状态图至Petri网转化方法的研究

作为一种面向对象分析和设计建模语言,统一建模语言(UML)已经越来越多的被用在大型系统中,然而,UML是半形式化的,这使得很难对其进行严格的语义分析和正确性验证.状态图作为UML动态描述机制的重要组成部分,同样存在这样的问题,而Petri网作为一种建模工具,有着严格的形式化语义,而且有很多成熟的分析方法.本文针对UML2.0状态图模型,对状态图至Petri网转化方法进行了研究,并提出了将状态图转换为Petri网的算法.     

基于FTCPN的工作流模型简化规则与线性推理研究

分布式协同工作流系统的建模和时间性能计算是工作流的一个重要研究内容.针对传统的Petri网不能对工作流系统的不同事件和事件的时间性能进行分析和优化的问题,给出了模糊时间着色Petri网(Fuzzy-timing colored Petri Net, FTCPN)的形式化定义,并给出了基于FTCPN的工作流网四种基本组件模型的简化规则及其线性推理.最后,以汽车车身的协同概念设计流程为例,对提出的方法进行了应用和验证.研究表明:模糊时间着色Petri网能全面描述复杂工作流系统的不确定性时间信息和不同事例的工作状态,对丰富分布式工作流系统的建模理论具有一定的参考价值.     

AUML与PETRI网结合使用的研究

统一建模型语言(UML)已经成为软件系统的分析与设计的标准工具,但由它扩充而成的代理统一建模型语言(AUML)还没变成一个标准,目前的AUML规格说明还有很多的局限性,还不能胜任多代理系统的开发.Petri网是仿真、验证软件系统执行的正确性与有效性的形式化工具.本文主要分析当前AUML规格说明和Petri网概念,找出它们之间的结合点,提出用Petri网扩充AUML的方法.将其应用于多代理系统的开发,就能实施之前运用Petri网进行系统的正确性与有效性验证.     

基于多Agent系统的计算机生成兵力建模研究

在计算机生成兵力(computer generated forces,CGF)的研究中,引入了多Agent系统(multi-agentsystems,MAS)理论,并以面向对象Petri网(object-oriented Petri nets,OPN)为基础,建立了一种通用的适合CGF的MAS形式化模型ArmyMAS.ArmyMAS描述了作战实体Agent、管理Agent和配置等三个单元,形象地刻画了CGF的结构与行为特性,同时可以利用Petri网的相关分析方法和工具对模型进行分析和验证.最后利用Ar-myMAS对弹道导弹攻防对抗CGF系统进行建模和分析,验证了该模型的有效性.     

基于Petri网的Web服务组合模型描述和验证

Web服务及其组合的形式化描述和验证是Web服务中一个重要的研究方向.分析了基于Petri网建模的优势,给出基于Petri网的Web服务的形式化定义和描述,对Web服务组合进行建模及元素映射,给出Petri网模型生成算法并对组合服务模型的可达性、安全性、有界性与活性等特性进行验证分析.最后是对一个具体的业务流程的建模和验证分析.由分析可知,该建模方法具有一定的表达和验证Web服务组合模型的能力.     

Petri网模型参数化可达图研究

Petri网是一种对并发系统进行描述和建模的重要数学工具,可达图是Petri网模型的主要分析方法。为了解决由于系统参数化造成的Petri模型可达图难以构造并且无法进行模型性质检验的问题,在分析现有参数化可达图方法的基础上,利用参数化标识提出一种新的Petri网模型完全参数化可达图构造方法。同时给出了这种可达图的有关特性及其证明,并举例说明了如何利用这种参数化可达图对系统进行模型性质检测。     

信息物理融合系统可信软件形式化建模与分析

从多Agent系统的角度,以Petri网和π演算为语义基础,建立了一种信息物理融合系统（cyber-physical systems,CPS）可信软件形式化模型（high-confidence software formal model,HCSFM）. HCSFM以Petri网形象地描述CPS可信软件静态结构模型及动态行为,用Petri网分析方法和支持工具对模型进行分析和验证; 利用π演算刻画CPS可信软件中Agent的加入、退出、更新和体系结构重配置等动态演化机制,并研究Agent的演化策略及演化后CPS的一致性,确保动态演化后CPS软件能正常交互,从而为CPS软件设计提供可信保障. 通过HCSFM在无人驾驶车辆编队CPS中的应用,表明HCSFM可以有效地对CPS可信软件进行建模和分析.     

基于CPN的联邦概念模型形式化建模与验证(英文)

提出了基于着色Petri网(CPN)的联邦概念模型(FCM)形式化建模与验证一体化方法。这种方法的提出主要基于下面两点:一是形式化的FCM与用自然语言描述的模型相比具有更完整、更准确和更规范的特点;二是形式化模型的验证需要专门的工具辅助完成。以一个简单的制造系统为例,采用CPN语言建立了该系统的形式化概念模型,利用辅助软件工具CPN Tools完成了该联邦概念模型的仿真和验证。应用研究表明,着色Petri网有助于描述联邦中各实体的行为和关系,CPN Tools辅助工具实现了形式化模型建模、仿真和验证的一体化过程。     

基于Petri网的双重数字签名的描述与验证

双重数字签名是保障电子交易中持卡人、商户及银行三方安全传输信息的重要技术之一。Petri网是一种描述和验证密码协议的有效手段。利用Petri网从静态和动态两方面仿真分析双重数字签名在电子支付系统中的应用。在静态描述方面,建立了双重数字签名的Petri网模型,并给出形式化描述。在动态验证方面,采用可达树分析此密码协议,验证了可达性、有界性、活性等性质。同时分析表明双重数字签名具有抵抗非法入侵的能力,可以提高电子支付系统的安全性。