[发明专利]基于动态描述逻辑和模型检测的语义Web服务验证方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种语义Web服务验证方法，具体涉及一种基于动态描述逻辑和模型检测的语义Web服务验证方法。

背景技术

语义Web服务是语义Web技术和Web服务技术的结合，通过在Web服务的描述中加入语义信息，使得Web服务成为计算机可理解的实体从而实现计算机对Web服务的自动发现，自动选择，自动组合以及自动执行等。随着现实生活中的业务需求的增加Web服务也呈现出大而复杂的态势，为了保证对Web服务开发和应用的可靠性，对Web服务的验证就显得尤为重要。

模型检测是一种被广泛应用的形式化验证技术。该技术一方面利用状态迁移系统(State Transition System,STS)等对所考察的系统进行形式化建模，另一方面使用时态逻辑LTL或CTL等对待验证的性质进行刻画。在此基础上，通过有效的验证算法来判断系统是否满足由时态逻辑公式所刻画的性质，如附图1所示。利用模型检测技术，Web服务组合方案可以比较直观地转换为有限状态机、Petri网、pi-演算等形式化模型，可以通过模型检测算法、可达性分析等技术生成Web服务组合方案或者对已有的Web服务组合方案进行分析验证。

为了将模型检测技术运用到语义Web领域，一些研究者将描述逻辑(Description Logic,DL)的刻画能力引入到时态逻辑中，提出了时态描述逻辑(DL-TL)来描述待验证Web服务的性质。这样，针对语义Web环境下的验证问题，一方面参照时态描述逻辑DL-LTL或DL-CTL的解释结构引入状态迁移系统，如有限状态机等；另一方面采用时态描述逻辑DL-LTL或DL-CTL公式对时态规范进行刻画；最终通过模型检测算法来判定待验证的性质能否满足系统模型的要求。

但是，这样的验证技术仍旧存在一定的局限性。该技术的模型是基于状态迁移系统的，传统的模型验证技术和现有的在语义Web环境下的验证技术都没有考虑在系统模型中状态转换的原因，即什么行为能够使得状态从一个状态迁移到另外一个状态，这在一定程度上影响了验证技术的适用范围，因此，该发明将动态描述逻辑引入到模型检测技术中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有语义Web服务验证技术没有考虑系统模型中状态迁移的原因，因而适用范围存在一定局限的不足，该发明提供一种基于动态描述逻辑和模型检测的语义Web服务验证方法。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于动态描述逻辑和模型检测的语义Web服务验证方法，包括如下步骤：

步骤1，根据语义web服务的应用环境即背景知识，采用描述逻辑方法构建语义web服务的背景知识库K；

步骤2，在背景知识库K的基础上，采用时态描述逻辑的时态公式对待验证的语义Web服务的性质进行刻画，同时构造集合来表示在各个时刻成立的断言；

步骤3，将待验证的语义web服务中的原子服务即动作执行的前提条件和执行后产生的结果抽象为动态描述逻辑中的原子动作，得到原子动作的集合∑；

步骤4，将语义Web服务建模为一个抽象的非确定有穷自动机，将原子动作的集合∑作为该非确定有穷自动机的输入字符表；

步骤5，将非确定有穷自动机等价为一个动态描述逻辑中的复杂动作π，即构造集合A_pre来表示复杂动作π能够执行所满足的条件；

步骤6，在步骤1得到的知识库K的基础上，构造集合T_red和集合A_red来保证背景知识库K中的各个概念、角色和个体的语义不随动作的执行而发生改变；

步骤7，基于背景知识库K、复杂动作π和时态公式对是否由动作的执行产生的模型使得时态公式成立的验证问题进行验证，即利用描述逻辑的一致性推理，来判断由动作的执行产生的模型能否使得时态公式成立，即判断相对于T_red是否是一致的；若是一致的，则说明待验证的性质的时态公式在该模型中是成立的，即该语义web服务能够使得该性质成立；反之，则相反。