Science and Technology Foresight ›› 2023, Vol. 2 ›› Issue (1): 62-77.DOI: 10.3981/j.issn.2097-0781.2023.01.005

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Current Status and Prospects of Runtime Software Verification and Monitoring

BU Lei1,2(), DONG Wei3,(), SHAN Yunxiao4,5   

  1. 1. State Key Laboratory for Novel Software Technology at Nanjing University, Nanjing 210023, China
    2. Software Institute, Nanjing University, Nanjing 210023, China
    3. College of Computer Science and Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
    4. School of Artificial Intelligence, Sun Yat-sen University, Zhuhai 519082, China
    5. Guangdong Key Laboratory of Big Data Analysis and Processing, Guangzhou 510275, China
  • Received:2023-01-06 Revised:2023-02-06 Online:2023-03-20 Published:2023-03-27
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软件运行时验证与监控技术发展现状与展望

卜磊1,2(), 董威3,(), 单云霄4,5   

  1. 1.南京大学计算机软件新技术国家重点实验室,南京 210023
    2.南京大学软件学院,南京 210023
    3.国防科技大学计算机学院,长沙 410073
    4.中山大学人工智能学院,珠海 519082
    5.广东省大数据分析与处理重点实验室,广州 510275
  • 通讯作者:
  • 作者简介:卜磊,教授,博士研究生导师。中国计算机学会系统软件专业委员会秘书长。主要研究领域为软件工程与形式化方法,包括模型检验技术、实时混成系统、信息物理融合系统等方向。入选国家级青年人才计划、高校计算机专业优秀教师奖励计划。获NASAC青年软件创新奖、CCF-IEEE CS青年科学家奖等。电子信箱:bulei@nju.edu.cn
    董威,教授,博士研究生导师。中国计算机学会形式化方法专业委员会秘书长。主要研究方向为高可信软件技术、智能化软件开发方法。入选教育部新世纪优秀人才支持计划。获NASAC青年软件创新奖、霍英东教育基金会高等院校青年教师奖等。先后主持国家自然科学基金重大项目、国家高技术研究发展计划、国家重点基础研究发展计划和国防领域课题10余项。出版国家级规划教材2部,发表学术论文70余篇。电子信箱:wdong@nudt.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(62232008);国家自然科学基金(62172200);国家自然科学基金(62032019);江苏省前沿引领技术基础研究专项(BK20202001);广东省粤穗联合基金青年基金(2020A1515110199);深圳市基础研究项目(JCYJ20210324122203009);深圳市基础研究项目(JCYJ20180508152434975)

Abstract:

Nowadays, many software systems are working in open, dynamic, and nondeterministic scenarios, often suffering from unexpected interference and influence. It is important to conduct runtime verification and monitoring of system behavior and adaptively make real-time responses and decisions for and exert dynamic control over each real-time situation. This paper reviews the research progress of runtime verification, monitoring, enhancement, and dynamical control in and outside China and their prospects. Meanwhile, it also explores and recommends potential future research directions from the perspectives of the understanding of system behavior, controller synthesis, full-cycle monitoring, etc.

Key words: formal modeling and verification, runtime verification, online monitoring, control synthesis

摘要:

当今社会,大量软件系统运行在开放、动态、不确定的场景中,经常受到非预期的干扰和影响,因此对系统行为进行运行时验证与监控,并针对各种实时情况做出自适应的实时响应、决策与动态调控,具有重要意义。文章从运行时验证、监控、增强及动态调控等方面对相关领域的国内外进展进行了回顾与展望,并从软件行为认知与理解、控制器生成、全生命期监控等角度对后续潜在方向进行探讨与建议。

关键词: 形式化建模与验证, 运行时验证, 在线监控, 控制生成