IC3 for Loop Invariant Generation in Deductive Analysis

Niklas van de Sand

doi:10.1007/978-3-032-00942-5_5

IC3 for Loop Invariant Generation in Deductive Analysis

2026-01-01

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DOI：10.1007/978-3-032-00942-5_5

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本文介绍了一种可编程逻辑控制器程序的框架，该框架结合了基于控制流自动机的演绎验证方法与用于自动推导循环不变式的归纳验证技术。演绎验证基于Hoare三元组，通过使用最强后置条件和最弱前置条件在无循环的程序段中传播。循环不变式由循环的预置条件和后置条件推导得出，采用带有谓词抽象的IC3算法的改进版本。虽然这种方法对于单循环程序较为直接，但具有多个循环的程序需要在各循环间迭代潜在循环不变式，直至找到整体证明。我们通过评估示例程序展示了该方法的有效性，结果表明其相比完整程序的归纳验证具有更好的性能，并提供了一种一键式演绎验证方法，理想情况下无需用户提供循环不变式。

Keyword:

Deductive Verification

Program Analysis

Safety

Programmable Logic Controllers

IC3 for Loop Invariant Generation in Deductive Analysis

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