Magic Shapes for SHACL Validation

Bianca Löhnert, Maria Magdalena Ortiz de la Fuente, Mantas Simkus
2022
Für die Validierung von RDF Graphen hat das W3C mit der Shapes Constraint Language (SHACL) einen Standard definiert. Für eine erfolgreiche Anwendung von SHACL, selbst auf sehr große RDF Graphen, werden Methoden benötigt, die eine effiziente Validierung ermöglichen. Ansätze für eine effiziente Validierung von SHACL existieren bereits, aber diese optimierten Validierer konzentrieren sich auf die "tractable" Fragmente der SHACL Sprache und unterstützen nicht die uneingeschränkte Interaktion
more » ... n Rekursion und Negation in Shapes Graphen. Bei Vorhandensein von Rekursion und Negation ist ein Ziel-orientierter Ansatz, wie bestehende Validatoren ihn verfolgen, nicht anwendbar, da dies die Betrachtung des gesamten Datengraphens und damit eine globale Berechnung erfordert. Dies ist auch erforderlich wenn die Targets des Shapes Graphen nur einen Teil des Datengraphen adressieren, der von der Interaktion zwischen Rekursion und Negation nicht betroffen ist. Neben der Tatsache, dass das Zusammenspiel von Rekursion und Negation die Validierung rechenintensiv macht, können bei der globalen Validierung der Graphen Inkonsistenzen auftreten, die aber für die Validierung der Ziele des ShapesGraphen möglicherweise irrelevant sind.Aus diesem Grund beschäftigt sich diese Masterarbeit mit der Validierung von SHACL bei uneingeschränkter Interaktion von Rekursion und Negation. Zu diesem Zweck wird der Magic Shapes Algorithmus vorgestellt, der als Eingabe einen Shapes Graphen erhält und einen Magic Shapes Graphen ausgibt, der ebenfalls dem Standard von SHACL entspricht. Der Magic Shapes Graph enthält nur die für die Validierung der Targets relevanten Constraints. Diese Constraints werden um magic Shape Constraints erweitert, die den RDF Graphen während der Validierung auf die notwendigen Knoten reduzieren. Im Fall, dass keine Inkonsistenzen durch den RDF Graph und der Interaktion von Rekursion und Negation entstehen, ist das Ergebnis der Validierung für den Eingangs Shapes Graphen, sowie für die magic Variante äquivalent. Andernfalls e [...]
doi:10.34726/hss.2022.96572 fatcat:3izmlm3dxrdrzcsbw3plxg3p54