5、IC3及其在增量归纳验证中的应用

IC3及其在增量归纳验证中的应用

1. IC3算法简介

IC3（Incremental, Inductive, and Iterative Verification）是一种基于SAT的安全模型检查算法，首次出现在2010年的文献中。IC3被认为是顶级的安全模型检查器之一，因其高效和鲁棒性而备受关注。IC3的主要特点是通过具体的反例（称为归纳反例）来激发引理的发现，递增地应用归纳法生成引理，并使用逐步假设来允许在归纳引理生成和引理作为谓词传播之间动态切换。

1.1 核心思想

IC3的核心思想包括以下几个方面：

• 归纳反例 ：IC3使用具体的状态（称为归纳反例）来激发引理的发现。这些反例是通过反向搜索潜在的错误路径而获得的，从而帮助算法更好地理解系统的安全性。

• 归纳引理生成 ：IC3通过递增的方式生成引理。每次生成新的引理时，都会考虑之前已经生成的引理，确保新引理与旧引理之间的兼容性和一致性。

• 逐步假设 ：IC3使用逐步假设来动态调整引理的生成和传播。这使得算法能够在不同的阶段进行优化，从而提高整体效率。

1.2 两种视角

IC3可以从两个不同的视角进行理解：

• 作为证明查找器的IC3 ：IC3能够发现相互归纳的引理，这对于其鲁棒性至关重要。通过这种方式，IC3可以有效地证明系统的安全性，而无需对整个系