Claude 大模型完成 RISC-V 机器码级形式化验证，首次深入到 x86 硬件缺陷层级

Claude 大模型顺利完成 RISC-V 机器码层级的形式化验证工作，并且实现技术突破，首次把验证链路穿透到 x86 硬件缺陷层级，依靠自主构建指令集数学模型，完成从二进制机器码到 CPU 硬件底层的全链路安全核验，补齐了传统软件测试无法触及硬件底层短板。传统软件安全验证大多停留在源代码与编译后程序层面，只能覆盖软件逻辑漏洞，很难触及 CPU 指令集文档错误、硬件电路缺陷这类底层问题；本次 Claude 先完成 RISC-V 二进制机器码的数学证明，再自主搭建完整 x86 指令集形式化语义模型，一步步把验证范围从软件二进制程序向下延伸到 CPU 硬件运行层面，把以往需要资深数学家花费数年才能完成的形式化证明工作，通过大模型自动生成海量严谨证明代码，实现规模化落地。整个验证流程分为两大阶段，第一阶段完成 RISC-V 机器码验证，针对 123 个开源软件库、239 个程序入口生成 1.8 亿行可核验的 Rocq 证明代码，完成二进制程序无崩溃的数学证明；第二阶段将验证体系迁移到 x86 架构，自主梳理全部指令集语义，在逐条指令单步推演过程中，定位出指令文档错误与 CPU 硬件隐性缺陷，真正打通软件到硬件的全链路验证。整套技术方案落地之后，软件开发者可以直接用大模型完成机器码级安全证明，不用再局限于模糊的黑盒测试，能够提前把潜藏在底层硬件里的问题提前排查出来，大幅提升服务器、嵌入式设备、工控设备的长期运行稳定性。

一、本次技术成果核心信息清单

1. 两级验证成果对照表 表格 4
2. 技术突破要点清单

• 突破一：验证层级下沉到机器码二进制，跳过源代码，直接对编译后的指令做数学证明，规避编译环节带来的验证偏差。
• 突破二：大模型自主生成完整 x86 指令集形式化模型，不需要人工提前编写基础语义规则，模型可以独立完成指令行为建模。
• 突破三：验证链路打通软件 — 指令集 —CPU 硬件，首次把软件安全核验延伸到硬件缺陷层，覆盖传统测试无法触达的底层问题。
• 突破四：实现形式化验证规模化，以往少量项目的验证需要大量人力，现在 Claude 可以批量给上百款开源程序自动生成严谨数学证明。

二、RISC-V 机器码级验证完整实施步骤

第一步：确定验证目标，选定开源程序二进制文件，锁定无内存崩溃、无非法内存访问的安全证明目标。

第二步：由 Claude 读取 RISC-V 机器码，搭建对应指令集的形式化语义框架，建立每一条指令的数学运行规则。

第三步：大模型自动编写 Rocq 证明代码，对程序所有输入场景做全覆盖数学推导，排除所有会触发程序崩溃的执行路径。

第四步：交由专业证明校验器核验全部证明脚本，剔除逻辑漏洞，留存可通过机器核验的有效证明文本。

第五步：固化验证模型，将这套 RISC-V 机器码验证模板复用至其他嵌入式开源程序，实现批量自动化核验。

三、穿透至 x86 硬件缺陷层的技术实现流程

1. 自主搭建 x86 指令集数学模型 Claude 梳理完整 x86 指令运行逻辑，把每一条指令的寄存器读写、内存访问、运算行为转化为严格数学公式，搭建起可以逐条单步推演的指令语义模型，模型精度可以完整复现 Ubuntu 用户态系统启动全过程。
2. 逐层向下推演定位底层问题 先核验 x86 二进制程序运行逻辑，再对照指令集模型核对硬件执行行为；在逐条推演指令运行时，对比官方指令文档与硬件实际运行表现，找出文档描述偏差，进一步挖掘硬件电路执行时才会暴露的隐性缺陷。
3. 形成软硬件一体化验证闭环 将软件二进制程序验证、指令集文档核验、CPU 硬件行为校验合并为一套完整链路，实现从上层应用到底层芯片硬件的全链路安全审查。

四、该技术的落地应用场景

• 嵌入式 RISC-V 设备：对物联网固件、工控程序做机器码级安全证明，杜绝固件底层内存漏洞。
• x86 服务器系统：核验 Linux 内核二进制程序，排查内核指令执行异常，提前规避硬件缺陷引发的系统宕机。
• 基础软件供应链：批量对开源库做无崩溃数学证明，把数万次模糊测试都无法找到的深层漏洞提前锁定。
• CPU 芯片研发：在芯片流片前，用指令集形式化模型核验硬件逻辑，提早发现硬件设计缺陷。

【相关 FAQ】

问题 1：Claude 大模型完成的 RISC-V 机器码级形式化验证，相比传统软件测试优势在哪里？

回答 1：传统测试只能随机覆盖部分运行场景，无法穷尽全部输入条件，依然会遗漏深层漏洞；Claude 的 RISC-V 机器码级形式化验证依靠严格数学推导，覆盖程序所有执行路径，从数学层面证明程序不会出现内存崩溃，同时还能把验证延伸到二进制机器码，避开源代码编译带来的误差，验证严谨度更高。

问题 2：Claude 如何做到将验证穿透至 x86 硬件缺陷层？

回答 2：Claude 自主构建了完整的 x86 指令集形式化语义模型，把每一条指令的运行行为转化成数学规则，能够逐条单步推演指令执行过程；在推演过程中，对照硬件实际运行表现，既可以找出 x86 官方文档里的文字错误，还能进一步发现只有在硬件运行时才会暴露出来的 CPU 硬件缺陷，最终把软件验证向下穿透到硬件层级。

问题 3：Claude 开展 RISC-V 机器码形式化验证时，一共产出了多少证明代码，覆盖了多少软件项目？

回答 3：本次 RISC-V 机器码形式化验证项目里，Claude 一共生成了约 1.8 亿行通过机器核验的 Rocq 证明代码，覆盖 123 个开源软件库，共计 239 个程序入口，一次性完成大批量开源程序的安全数学证明，实现了形式化验证的规模化落地。

【数据来源】

[2026-10-23]（Claude 狂写 1.8 亿行证明，万亿次测试漏掉的 Bug 被 AI 一网打尽）36 氪

[2026-10-23]（大模型实现机器码验证，Claude 打通软件到 CPU 硬件验证链路）新智元

[2026-10-22]（LLMs are making formal software verification feasible at a much larger scale）Anthropic

[2026-10-22]（Claude 完成 123 个开源库二进制形式化验证）Unite.AI

免责声明：本文仅对 Claude 大模型形式化验证研究项目的公开技术成果、实验数据进行客观整理，不构成技术选型与项目开发的决策依据；模型验证效果会随指令集复杂度、程序代码规模产生差异；所有硬件缺陷与文档错误均来自本次实验推演结果，具体细节以官方技术白皮书为准。