Schlögl, T. (2020). An Extension framework for epistemic reasoning in Byzantine distributed systems [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. https://doi.org/10.34726/hss.2020.69444
epistemic logic, distributed systems, byzantine agents, fault-tolerant systems
en
Abstract:
Diese Diplomarbeit präsentiert ein Erweiterungs-Framework für die leistungsfähige epistemische Modellierungs- und Analyse-Umgebung für Multiagentensysteme mit byzantinisch fehlerhaften Agenten, die 2019 von Kuznets el. al. publiziert wurde. Es erweitert die ursprünglich nur für asynchrone Agenten und asynchrone Kommunikation formulierte Umgebung in einer generischen Art und Weise, die die Formulierung und Kombination zusätzlicher Systemannahmen in modularer Form erlaubt. Unter den spezifischen Erweiterungen, die in der Arbeit enthalten sind, finden sich unter anderem zuverlässige Kommunikation, zeitbeschränkte Kommunikation, Multicasting, synchrone und lockstep-synchrone Agenten und sogar koordinierte Aktionen von Agenten, wie sie in der Modellierung und Analyse von fehlertoleranten verteilten Systemen oftmals anzutreffen sind. Für die zentralen Erweiterungen der synchronen und lockstep-synchronen Agenten werden auch elementare Eigenschaften des resultierenden Gesamtmodells abgeleitet, wie etwa lokale und globale Fehlererkennungsmöglichkeiten und die Existenz/Nichtexistenz eines “brain-in-the-vat”-Szenarios.
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In this Master thesis, we provide an extension framework for the powerful epistemic reasoning framework for multi-agent systems with byzantine faulty agents published by Kuznets et. al. in 2019, which is currently restricted to asynchronous agents and asynchronous communication. We enrich the existing framework by a generic way to add extensions, which allow to encode and safely combine different system assumptions in a modular way. Among the particular extensions provided in this thesis are reliable communication, time-bounded communication, multicasting, synchronous and lock-step synchronous agents and even agents with coordinated actions, which are commonly used in modeling and analysis of fault-tolerant distributed systems. For the pivotal cases of synchronous and lock-step synchronous agents, we also analyze the basic properties of the resulting model, such as local and global fault detection abilities of the agents and the possibility of a “brain-in-a-vat” scenario.
