CPN tools 帮助文档资料和实例

1、替代变迁

包含有替代变迁的页面叫做父页，当CPN网使用替代变迁的时候，替代变迁所表达的逻辑必须在某一个位置得到实现，实现替代变迁逻辑页面叫做子页或者子网。

将替代变迁相邻的库所叫做槽库所，也即是在替代变迁和草库所之间至少有一条弧相连。多重实例的现象，每个子页面的实例都是完全独立的，同一子页面的其他实例标识无关。

2、颜色集

单元颜色集由简单的元素组成，标号为（）；

color name=unit[with new_unit]

3、 LTS协议建模方面我们使用CPN Tools工具，CPN Tools是丹麦研究员Arhus开发的基于有色Petri网的计算机辅助设计工具，不仅支持CPN ML编程语言，颜色集、世间、层次化模型、状态空间分析，它具有编辑，模拟和分析有色Petri网的功能，支持时间CPN和分成CPN[162]，CPN Tools基于Design/CPN开发，使用良好的人机界面即使重新设计用户图形界面（GUI），使用CPN协议仿真工具，用户可以轻松的建模，仿真和分析并行系统，由于CPN Tools使用ML语言来扩展模型，

CPN是一种能够对模型系统进行检验和建模的语言，适合分析和藐视具有并和同步等特征的系统，

CPN ML主要用于定义颜色集、变量和函数、CPN Tools支持的颜色集又单元型 unit 、整型int 、实数型real 乘积型 product 等，支持的函数有指数分布型，均匀分布函数、额泊松分布函数等。定义颜色集用关键字 var，而定义函数使用关键字fun ，定义一个整型变量a, fun c()=discrete(1,10) 定义一个函数 c() 表示随机产生一个从1到10的整数。使用者通过CPN ML定义颜色集、变量、和函数等可以减少变迁和库所的使用量。 对于大规模复杂系统建模有着很大的优势。特别是结合层次化，对模型进行层次建模，有利于理解且有效抑制“空间爆炸问题”

分层，监视器、和空间状态是CPNTools提供的另外三种重要的机制，分层CPNTools提供一种重要的机制，通过分层功能建立层次化模型，有助于模型表达和理解，层次模型不限制网络规模，可求解大规模的排队问题，有效的解决简单Petri网引起的组态爆炸问题，CPNTools通过替代变迁，融合库所等方式实现层次化建模。

本文使用CPN（Colored Petri Net）对TLS协议进行建模，使用仿真工具CPNTools分析TLS握手协议秘钥建立的相关性质，

Petri网是一种基于状态的建模方法，CPN是在Petri网基础上扩展而来，具有概念简单以及图形化表达的特点，Kumar和Spafford将Petri网应用于Web安全领域，[基于CPN的Oauth协议建模与分析7] ， CPN在解决协议建模问题上有以下的优势：

层次化： 引入了层次化的网络结构，含有替代变迁和融合库所。可以利用多可彼此联系的CPN网子模型构建复杂系统的整体模型。

可以实现推理，具有变迁机制，库所被触发之后变迁到达新的库所，因果关系明确

可以处理并发和顺序性的问题，具有实践因子可以处理不同行为发生的时间

有较为完善的仿真工具，可以使用CPNTools工具进行可视化建模和房展分析

基础Petri网是一种由库所（P,Place）和变迁（T，Transition），有向弧（C,connection ）,以及令牌（Token）等元素组成的简单过程模型。Petri网是一个三元组（P,T,F），FC（PxT）

下面给出CPN的定义：CPN=（P，T,C，Σ,V,F,G,E,I）他是一个九元组。其中

P：表示库所 p(Place ) 的有限集合

T：是变迁 t(Transition )的有限集合

C是有向弧c（Connection）的集合 （PxT）∪（TxP）,有向弧智能有库所指向变迁，或者由变迁指向库所。不能指向同类型的节点。

是有限非空颜色集（Color set）,建模时由建模者根据模型设计颜色集，赋予令牌更多的信息。

V是变量的集合，对所有的变量v 满足 Type[v]=

F Pà 是颜色的集合，为每个库所指定颜色集

G TàEXPRv是防卫表达式函数，它指定了变迁的防卫表达式，对所有的变迁t，都存在 ： Type=[G(t)]=BOOL 防卫表达式的返回值必须是布尔类型

E CàEXPRv 是弧表达函数，它指定了每条弧表达式，对于所有的有向弧c都存在Type[E(a)]=F(p)ms  ，弧表达式的类型和与他相连接的库所的类型相同。

I ：P

协议建模的：

首先协议的顶层模型：

定义协议的颜色集合变量如下：

colset DATA=string;

colset NO=INT;

colset NO*DATA=Product NO*DATA;

var success:BOOL;