我校吴荣鑫教授课题组的研究成果《ValScope: Value-Semantics-Aware Metamorphic Testing for Detecting Logical Bugs in DBMSs》被第20届 USENIX Symposium on Operating Systems Design and Implementation（OSDI 2026）录用。OSDI是系统领域最具影响力的国际学术会议之一，是中国计算机学会推荐的A类会议，长期关注操作系统、数据库系统、分布式系统及系统软件等方向的前沿研究。该研究是厦门大学首篇以第一单位被OSDI录用的论文。

数据库管理系统是支撑金融、电商、云服务等关键应用的基础软件，其正确性直接关系到数据处理结果的可靠性。与崩溃错误不同，逻辑错误不会导致系统直接失效，而是会在系统正常运行的情况下悄然返回错误查询结果，因此更隐蔽、危害也更大。围绕这类问题，现有数据库测试方法虽然已经取得了大量成果，但大多依赖结果等价或集合包含关系来判断查询是否正确，因而难以识别那些“结果集合看似不变、但数值计算已经出错”的隐蔽缺陷，尤其是在聚合计算、排序和数值表达式处理等场景中，这类问题往往处于现有技术的检测盲区。

针对这一关键挑战，论文提出了一种新的统一语义建模方法，将数据库查询的集合语义与值语义结合起来分析。具体来说，集合语义关注查询结果中“有哪些元组被返回”，值语义则进一步关注“这些元组上的聚合值、表达式结果是否按照预期发生变化”。基于这一思想，作者提出了 SQL Query Approximation 模型，并进一步设计实现了自动化测试工具 VALSCOPE。该工具采用“生成—变异—验证”的整体流程，先自动生成结构丰富的 SQL 查询，再基于预定义变异器对查询中的谓词、聚合函数、表达式等局部结构进行变异，随后通过语义传播分析推导局部变异对整条查询语义的全局影响，最后通过执行原始查询与变异查询并比较结果关系，自动判断数据库系统中是否存在逻辑错误。

实验结果表明，VALSCOPE在6个广泛使用且经过长期测试的主流数据库系统上展现出超强的逻辑错误发现能力，包括MySQL、MariaDB、OceanBase、Percona、PolarDB 和 TiDB。研究团队共发现67个此前未知的逻辑错误，其中大量属于传统方法难以识别的值语义错误。尤为值得关注的是，在57个已确认的错误中，有48个可追溯至2020年之前，说明这些错误已在实际系统中潜伏5年以上；此外，VALSCOPE 在每个受测数据库中都发现了至少一个潜伏超过3年的逻辑错误，最长潜伏时间甚至达到20年。这一结果充分表明，VALSCOPE具备发现长期隐藏、难以暴露逻辑错误的突出能力，能够有效识别现有方法长期遗漏的深层缺陷，为提升数据库系统的正确性与可靠性提供了有力支撑。

该论文由厦门大学信息学院硕士生林立、本科生陈列行和吴荣鑫共同完成，其中林立为第一作者，吴荣鑫教授为通讯作者。

（厦门市智能存储与计算重点实验室）