隶属于中国科学院基础软件与系统重点实验室(计算机科学国家重点实验室)的约束求解研究室,专注于约束求解器与形式化方法的算法研究和实际应用。约束求解器是软件和硬件可靠性保障的关键技术,是形式化方法的计算引擎,并且在信息安全如密码分析、各种智能决策场景有广泛应用。

研究室关注的约束求解包括逻辑公式可满足性问题和运筹优化问题:

  • 逻辑公式可满足性问题及其优化问题
    • 布尔可满足性(SAT)
    • 可满足性模理论(SMT)
    • 最大可满足性问题(MaxSAT)
    • 最大可满足性模理论(MaxSMT)
    • 优化可满足性模理论(OMT)
  • 运筹优化问题
    • 混合整数线性规划(MILP)
    • 混合整数二次规划(MIQP)
    • 伪布尔优化问题/0-1整数规划(PBO)

在对各类约束求解问题深入研究的基础上,我们开发了大量的软件工具,针对不同的问题特征与应用场景对各类问题进行求解。

电子设计自动化(EDA)是研究室重点关注的约束求解应用领域。我们针对EDA研发了相关的形式化验证和测试工具,包括:

  • 逻辑等价性验证(LEC)
  • 模型检测(MC)
    • 有界模型检测(BMC)
    • PDR证明
  • 测试向量生成(ATPG)
  • 数字仿真
    • 约束随机数生成

上述工具已经在业界得到应用,其表现也获得相关用户的一致肯定。在EDA形式化验证方面,我们提供的工具可以覆盖千万逻辑门级别组合电路的等价性验证,千万级别(部分电路可达亿级别,如15万逻辑门展开4000步)逻辑门电路设计的有界模型检测差错能力,以及十万逻辑门级别电路设计的模型检测证明能力。

研究室在国际SAT、SMT和MaxSAT等求解器比赛多次获得冠军(包括国内首个SAT冠军,国内首个SMT冠军),在运筹优化榜单MIPLIB刷新了几十个难解实例的求解记录,在国内外EDA比赛和密码分析比赛多次获冠亚军。研究室多次获得国际学术会议论文奖,包括CAV杰出论文奖,SAT最佳论文奖,CP最佳论文奖等(皆为中国首次)。

我们也积极推动形式化验证技术的发展,针对电子设计自动化(EDA),研究定制化求解器和多个形式化验证工具;针对软件验证,研究定制化求解器和相关验证技术,包括组合测试覆盖,符号执行等。我们也针对各种工业场景,基于约束求解技术为多家企业提供解决方案,落地应用包括EDA验证与仿真、云平台故障检测、云平台预配置、电商平台的合约广告流量分配、智慧园区等。