Specification and Verification of a Dynamic Reconfiguration Protocol for Agent-Based Applications

Dynamic reconfiguration increases the availability of distributed applications by allowing them to evolve at run-time. This report deals with the formal specification and model-checking verification of a dynamic reconfiguration protocol used in industrial agent-based applications. Starting from a reference implementation in Java, we produced a specification of the protocol using the Formal Description Technique Lotos. We also specified a set of temporal logic formulas characterizing the correct behaviour of each protocol primitive. Finally, we studied various finite state configurations of the protocol, on which we verified these requirements using the Cadp protocol engineering tool set. Key-words: compositional verification, distributed application, dynamic reconfiguration, Lotos, mobile agent, model-checking, specification, temporal logic A short version of this report is available as “Specification and Verification of a Dynamic Reconfiguration Protocol for Agent-Based Applications”, in Aleksander Laurentowski, editor, Proceedings of the Third IFIP WG 6.1 International Working Conference on Distributed Applications and Interoperable Systems DAIS’2001 (Krakow, Poland), September 17–19, 2001. ∗ [email protected] † [email protected] ‡ [email protected] § [email protected] Spécification et vérification d’un protocole de reconfiguration dynamique d’applications à base d’agents mobiles Résumé : La reconfiguration dynamique augmente la disponibilité des applications réparties en leur permettant d’évoluer pendant l’exécution. Ce rapport concerne la spécification formelle et la vérification énumérative d’un protocole de reconfiguration dynamique utilisé dans des applications industrielles à base d’agents mobiles. Sur la base d’une implémentation de référence en Java, nous avons produit une spécification du protocole en utilisant la technique de description formelle Lotos. Nous avons également spécifié un ensemble de formules de logique temporelle caractérisant le comportement correct de chaque primitive du protocole. Finalement, nous avons étudié différentes configurations du protocole ayant un nombre fini d’états, sur lesquelles nous avons vérifié ces formules au moyen de la bôıte à outils Cadp pour l’ingénierie des protocoles. Mots-clés : agent mobile, application distribuée, logique temporelle, Lotos, reconfiguration dynamique, spécification, vérification énumérative, vérification compositionnelle Specification and Verification of a Dynamic Reconfiguration Protocol 3