An approach for automated verification of web applications using model checking and replaying the scenarios of counter example

Abstract

Web uygulamalarının kullanım alanının gittikçe artması, doğrulama yöntemlerinin önemini de arttırmaktadır. Bu çalışmada, model denetleme kullanılarak web uygulamalarının erişim kontrolü, bağlantı tutarlılığı ve erişilebilirlik özelliklerinin doğrulanması için bir yöntem öneriyoruz. Bu yaklaşımda, kullanıcılara sorgulanacak özellikleri ara yüz yardımıyla tanımlama imkanı verilmektedir. Sorgulanan özelliklerin ihlaline neden olan yürütme adımları, model denetleyicinin ürettiği karşı örneklerin web tarayıcısı üzerinde oynatılmasını sağlayan betiklere çevrilmektedir. Bu sayede, kullanıcıların web uygulamasında bulunan hatalı davranışları gözlemlemelerine olanak verilmekte, kullanıcıya model denetleme aracının ürettiği anlaşılması zor ve oldukça detaylı olan karşı örneklerin çözümlenmesinde yardımcı olunmaktadır. Buna ek olarak, doğrulama sürecini otomatikleştirmek için, model denetleme aracına girdi olarak belirlenen modelin web uygulamasından elde edilmesinin de otomatikleştirilmesi gerekmektedir. Biz bu amaçla, var olan iki dinamik web arama robotunu kullanmakta ve çıkan modelleri otomatik olarak kendi geliştirdiğimiz ara web modeline çevirmekteyiz. Bu ara web modeli, hem model çıkarma aracından bağımsızlık sağlamakta hem de doğrulama sürecinin kesinliğini arttırmak için kullanıcıya çıkan modeli manuel biçimde düzenleme imkanı sunmaktadır. Ayrıca, bu amaçla geliştirdiğimiz aracın değerlendirilmesi kapsamında bir kullanıcı çalışması yürütülmüştür. Katılımcılar, hata tespiti ve hataların görselleştirilmesini yararlı bulduklarını bildirmişlerdir. Ayrıca, aracın hata tespitindeki etkililiği gerçek web uygulamalarıyla değerlendirilmiş ve aracın hataları tespit edebildiği gözlemlenmiştir.

The increase in the use of web applications in various domains, raised the importance of the methodologies for verification of web applications. We propose a framework for the verification of web applications with respect to access control, link consistency and reachability properties using model checking. In this approach, users define the properties by explanatory guidance of user interface. The execution traces that lead to a property violation is translated to a script that automates the replaying of the counterexample scenarios on a web browser. This facility enables the user to observe incorrect behaviors of the web application with respect to specified properties so that the user is released from the tedious task of understanding and interpreting the counterexamples generated by the model checker. In addition, to automate this verification process, we need to automate the model extraction of a web application to be given to the model checker as an input. To this purpose, we use two dynamic web application crawlers and automatically transform their models to an intermediate web model we have developed. This intermediate web model both enables model extraction tool independence and gives the user to edit the model manually to increase precision of verification process. In order to evaluate the tool we developed for this purpose, we conducted a user study and the participants reported our tool to be useful for detecting and visualizing errors. We also evaluated the effectiveness on real web applications and observed that the tool can reveal real faults.