24、协议工程中的形式化技术：挑战与方法

协议工程中的形式化技术：挑战与方法

1. 引言

协议工程作为软件工程的一个子领域，如同汽车工程之于机械工程，是一个复杂的专业领域。协议设计者比一般软件工程师更早认识到形式化规范和验证的重要性。本文关注的是开发满足协议规范的可证明正确的软件，而非仅仅抽象地指定复杂协议并验证其部分属性。

我们强调软件工程师应严格遵循一系列方法原则和技术，同时在协议开发中要充分考虑协议所服务的实际领域，以更好地理解众多协议属性背后的问题。软件工程若要成为专业工程活动，需像其他工程专业一样依赖高度专业化。

1.1 “形式化”方法

• 注意事项 ：“形式化”方法这一标签存在一定误导性。
• 方法的定义 ：方法是一组分析和综合原则，用于选择和应用一系列技术和工具，以高效构建高效的软件制品。原则需人类遵循，不能形式化，但部分技术和工具可以是形式化的，如具有形式语义的规范语言，但语用学永远无法形式化。

1.2 软件工程的三部曲

在设计软件之前，需先进行需求工程，而在开展需求工程之前，要先进行领域工程。我们的方法是对领域、需求和软件进行非正式和正式的描述，并关联这些阶段和步骤。

1.3 问题概述

工程是在科学和技术之间架起桥梁，我们受“智能卡”和“互联网”等硬技术的推动。

1.3.1 公民智能卡：技术激励

未来，信用卡大小的智能卡将具备低功耗、大容量存储、快速计算和光通信等功能。公民智能卡可存储公民一生的医疗信息、财务信息和交通票务等，且这些