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Impressum Sim_Pres.thy

  Sprache: Isabelle
 

theory Sim_Pres
  imports Simulation
begin

text This file is a (heavily modified) variant of the theory {\it Psi\_Calculi.Sim\_Pres}
 ~\cite{DBLP:journals/afp/Bengtson12}.


context env begin

lemma inputPres:
  fixes Ψ    :: 'b
    and P    :: "('a, 'b, 'c) psi"
    and Rel  :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"
    and Q    :: "('a, 'b, 'c) psi"
    and M    :: 'a
    and xvec :: "name list"
    and N    :: 'a

assumes PRelQ: "Tvec. length xvec = length Tvec ==> (Ψ, P[xvec::=Tvec], Q[xvec::=Tvec]) Rel"

shows  M(λ*xvec N).P [Rel] M(λ*xvec N).Q"
proof -
  {
    fix α Q'
    assume  M(λ*xvec N).Q α Q'"
    then have "P'. Ψ M(λ*xvec N).P α P' (Ψ, P', Q') Rel"
      by(induct rule: inputCases) (auto intro: Input BrInput PRelQ)
  }
  then show ?thesis
    by(auto simp add: simulation_def residual.inject psi.inject)
qed

lemma outputPres:
  fixes Ψ    :: 'b
    and P    :: "('a, 'b, 'c) psi"
    and Rel  :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"
    and Q    :: "('a, 'b, 'c) psi"
    and M    :: 'a
    and N    :: 'a

assumes PRelQ: "(Ψ, P, Q) Rel"

shows  MN.P [Rel] MN.Q"
proof -
  {
    fix α Q'
    assume  MN.Q α Q'"
    then have "P'. Ψ MN.P α P' (Ψ, P', Q') Rel"
      by(induct rule: outputCases) (auto intro: Output BrOutput PRelQ)
  }
  then show ?thesis
    by(auto simp add: simulation_def residual.inject psi.inject)
qed

lemma casePres:
  fixes Ψ    :: 'b
    and CsP  :: "('c × ('a, 'b, 'c) psi) list"
    and Rel  :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"
    and CsQ  :: "('c × ('a, 'b, 'c) psi) list"
    and M    :: 'a
    and N    :: 'a

assumes PRelQ: "φ Q. (φ, Q) set CsQ ==> P. (φ, P) set CsP guarded P (Ψ, P, Q) Rel"
  and   Sim: "Ψ' R S. (Ψ', R, S) Rel ==> Ψ' R [Rel] S"
  and        "Rel Rel'"

shows  Cases CsP [Rel'] Cases CsQ"
proof -
  {
    fix α Q'
    assume  Cases CsQ α Q'" and "bn α * CsP" and "bn α * Ψ"
    then have "P'. Ψ Cases CsP α P' (Ψ, P', Q') Rel'"
    proof(induct rule: caseCases)
      case(cCase φ Q)
      from (φ, Q) set CsQ obtain P where "(φ, P) set CsP" and "guarded P" and "(Ψ, P, Q) Rel"
        by(metis PRelQ)
      from (Ψ, P, Q) Rel have  P [Rel] Q"
        by(rule Sim)
      moreover from bn α * CsP (φ, P) set CsP have "bn α * P"
        by(auto dest: memFreshChain)
      moreover note Ψ Q α Q' bn α * Ψ
      ultimately obtain P' where PTrans:  P α P'" and P'RelQ': "(Ψ, P', Q') Rel"
        by(blast dest: simE)
      from PTrans (φ, P) set CsP Ψ φ guarded P have  Cases CsP α P'"
        by(rule Case)
      moreover from P'RelQ' Rel Rel' have "(Ψ, P', Q') Rel'"
        by blast
      ultimately show ?case
        by blast
    qed
  }
  then show ?thesis
    by(auto simp add: simulation_def residual.inject psi.inject)
qed

lemma resPres:
  fixes Ψ    :: 'b
    and P    :: "('a, 'b, 'c) psi"
    and Rel  :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"
    and Q    :: "('a, 'b, 'c) psi"
    and x    :: name
    and Rel' :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"

assumes PSimQ:  P [Rel] Q"
  and   "eqvt Rel'"
  and   "x Ψ"
  and   "Rel Rel'"
  and   C1:    "Ψ' R S yvec. [(Ψ', R, S) Rel; yvec * Ψ'] ==> (Ψ', (ν*yvec)R, (ν*yvec)S) Rel'"

shows    (νx)P [Rel'] (νx)Q"
proof -
  note eqvt Rel' x Ψ
  moreover have "x (νx)P" and "x (νx)Q" by(simp add: abs_fresh)+
  ultimately show ?thesis
  proof(induct rule: simIFresh[where C="()"])
    case(cSim α Q')
    from bn α * (νx)P bn α * (νx)Q x α have "bn α * P" and "bn α * Q" by simp+
    from Ψ (νx)Q α Q' x Ψ x α x Q'  bn α * Ψ bn α * Q bn α * subject α
      bn α * Ψ bn α * P x α
    show ?case
    proof(induct rule: resCases[where C="P"])
      case(cOpen M xvec1 xvec2 y N Q')
      from bn (M(ν*(xvec1@y#xvec2))N) * Ψ have "xvec1 * Ψ" and "y Ψ" and "xvec2 * Ψ" by simp+
      from bn (M(ν*(xvec1@y#xvec2))N) * P have "xvec1 * P" and "y P" and "xvec2 * P" by simp+
      from x (M(ν*(xvec1@y#xvec2))N) have "x xvec1" and "x y" and "x xvec2" and "x M" by simp+
      from PSimQ Ψ Q M(ν*(xvec1@xvec2))([(x, y)] N) ([(x, y)] Q')
        xvec1 * Ψ xvec2 * Ψ xvec1 * P xvec2 * P
      obtain P' where PTrans:  P M(ν*(xvec1@xvec2))([(x, y)] N) P'" and P'RelQ': "(Ψ, P', ([(x, y)] Q')) Rel"
        by(force dest: simE)
      from y supp N x y have "x supp([(x, y)] N)"
        apply -
        apply(drule pt_set_bij2[OF pt_name_inst, OF at_name_inst, where pi="[(x, y)]"])
        by(simp add: eqvts calc_atm)
      with PTrans x Ψ x M x xvec1 x xvec2
      have  (νx)P M(ν*(xvec1@x#xvec2))([(x, y)] N) P'"
        by(metis Open)
      then have "([(x, y)] Ψ) ([(x, y)] (νx)P) ([(x, y)] (M(ν*(xvec1@x#xvec2))([(x, y)] N) P'))"
        by(rule eqvts)
      with x Ψ y Ψ y P x M y M x xvec1 y xvec1 x xvec2 y xvec2 x y
      have  (νx)P M(ν*(xvec1@y#xvec2))N ([(x, y)] P')" by(simp add: eqvts calc_atm alphaRes)
      moreover from P'RelQ' Rel Rel' eqvt Rel' have "([(y, x)] Ψ, [(y, x)] P', [(y, x)] [(x, y)] Q') Rel'"
        by(force simp add: eqvt_def)
      with x Ψ y Ψ have "(Ψ, [(x, y)] P', Q') Rel'" by(simp add: name_swap)
      ultimately show ?case by blast
    next
      case(cBrOpen M xvec1 xvec2 y N Q')
      from bn (🍋M(ν*(xvec1@y#xvec2))N) * Ψ have "xvec1 * Ψ" and "y Ψ" and "xvec2 * Ψ" by simp+
      from bn (🍋M(ν*(xvec1@y#xvec2))N) * P have "xvec1 * P" and "y P" and "xvec2 * P" by simp+
      from x (🍋M(ν*(xvec1@y#xvec2))N) have "x xvec1" and "x y" and "x xvec2" and "x M" by simp+
      from PSimQ Ψ Q 🍋M(ν*(xvec1@xvec2))([(x, y)] N) ([(x, y)] Q')
        xvec1 * Ψ xvec2 * Ψ xvec1 * P xvec2 * P
      obtain P' where PTrans:  P 🍋M(ν*(xvec1@xvec2))([(x, y)] N) P'" and P'RelQ': "(Ψ, P', ([(x, y)] Q')) Rel"
        by(force dest: simE)
      from y supp N x y have "x supp([(x, y)] N)"
        apply -
        apply(drule pt_set_bij2[OF pt_name_inst, OF at_name_inst, where pi="[(x, y)]"])
        by(simp add: eqvts calc_atm)
      with PTrans x Ψ x M x xvec1 x xvec2
      have  (νx)P 🍋M(ν*(xvec1@x#xvec2))([(x, y)] N) P'"
        by(metis BrOpen)
      then have "([(x, y)] Ψ) ([(x, y)] (νx)P) ([(x, y)] (🍋M(ν*(xvec1@x#xvec2))([(x, y)] N) P'))"
        by(rule eqvts)
      with x Ψ y Ψ y P x M y M x xvec1 y xvec1 x xvec2 y xvec2 x y
      have  (νx)P 🍋M(ν*(xvec1@y#xvec2))N ([(x, y)] P')" by(simp add: eqvts calc_atm alphaRes)
      moreover from P'RelQ' Rel Rel' eqvt Rel' have "([(y, x)] Ψ, [(y, x)] P', [(y, x)] [(x, y)] Q') Rel'"
        by(force simp add: eqvt_def)
      with x Ψ y Ψ have "(Ψ, [(x, y)] P', Q') Rel'" by(simp add: name_swap)
      ultimately show ?case by blast
    next
      case(cRes Q')
      from PSimQ Ψ Q α Q' bn α * Ψ bn α * P
      obtain P' where PTrans:  P α P'" and P'RelQ': "(Ψ, P', Q') Rel"
        by(blast dest: simE)
      from PTrans x Ψ x α have  (νx)P α (νx)P'"
        by(rule Scope)
      moreover from P'RelQ' x Ψ have "(Ψ, (ν*[x])P', (ν*[x])Q') Rel'"
        by(intro C1[where yvec="[x]"]) simp+
      moreover then have "(Ψ, (νx)P', (νx)Q') Rel'"
        by (metis resChain.base resChain.step)
      ultimately show ?case by blast
    next
      case(cBrClose M xvec N Q')
      from PSimQ Ψ Q 🍋M(ν*xvec)N Q' xvec * Ψ xvec * P
      obtain P' where PTrans:  P 🍋M(ν*xvec)N P'" and P'RelQ': "(Ψ, P', Q') Rel"
        by(force dest: simE)
      with x Ψ xvec * Ψ
      have "(x#xvec) * Ψ" by simp

      from P'RelQ'
      have "(Ψ, (ν*(x#xvec))P', (ν*(x#xvec))Q') Rel'"
        using (x#xvec) * Ψ
        by(rule C1)
      then have "(Ψ, (νx)((ν*xvec)P'), (νx)((ν*xvec)Q')) Rel'"
        by simp

      moreover from Ψ P 🍋M(ν*xvec)N P' x supp M x Ψ
      have  (νx)P τ (νx)((ν*xvec)P')"
        by(rule BrClose)
      ultimately show ?case
        by blast
    qed
  qed
qed

lemma resChainPres:
  fixes Ψ    :: 'b
    and P    :: "('a, 'b, 'c) psi"
    and Rel  :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"
    and Q    :: "('a, 'b, 'c) psi"
    and xvec :: "name list"

assumes PSimQ:  P [Rel] Q"
  and   "eqvt Rel"
  and   "xvec * Ψ"
  and   C1:    "Ψ' R S yvec. [(Ψ', R, S) Rel; yvec * Ψ'] ==> (Ψ', (ν*yvec)R, (ν*yvec)S) Rel"

shows    (ν*xvec)P [Rel] (ν*xvec)Q"
  using xvec * Ψ
proof(induct xvec)
  case Nil
  from PSimQ show ?case by simp
next
  case(Cons x xvec)
  from (x#xvec) * Ψ have "x Ψ" and "xvec * Ψ" by simp+
  from xvec * Ψ have  (ν*xvec)P [Rel] (ν*xvec)Q" by(rule Cons)
  moreover note eqvt Rel x Ψ
  moreover have "Rel Rel" by simp
  ultimately have  (νx)((ν*xvec)P) [Rel] (νx)((ν*xvec)Q)" using C1
    by(rule resPres)
  then show ?case by simp
qed

lemma parPres:
  fixes Ψ    :: 'b
    and P    :: "('a, 'b, 'c) psi"
    and Rel  :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"
    and Q    :: "('a, 'b, 'c) psi"
    and R    :: "('a, 'b, 'c) psi"
    and Rel' :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"

assumes PRelQ: "AR ΨR. [extractFrame R = AR, ΨR; AR * Ψ; AR * P; AR * Q] ==> ΨR, P, Q) Rel"
  and   Eqvt: "eqvt Rel"
  and   Eqvt': "eqvt Rel'"

and   StatImp: "Ψ' S T. (Ψ', S, T) Rel ==> insertAssertion (extractFrame T) Ψ' F insertAssertion (extractFrame S) Ψ'"
and   Sim:     "Ψ' S T. (Ψ', S, T) Rel ==> Ψ' S [Rel] T"
and   Ext: "Ψ' S T Ψ''. [(Ψ', S, T) Rel] ==> (Ψ' Ψ'', S, T) Rel"


and   C1: "Ψ' S T AU ΨU U. [(Ψ' ΨU, S, T) Rel; extractFrame U = AU, ΨU; AU * Ψ'; AU * S; AU * T] ==> (Ψ', S U, T U) Rel'"
and   C2: "Ψ' S T xvec. [(Ψ', S, T) Rel'; xvec * Ψ'] ==> (Ψ', (ν*xvec)S, (ν*xvec)T) Rel'"
and   C3: "Ψ' S T Ψ''. [(Ψ', S, T) Rel; Ψ' Ψ''] ==> (Ψ'', S, T) Rel"

shows  P R [Rel'] Q R"
  using Eqvt'
proof(induct rule: simI[of _ _ _ _ "()"])
  case(cSim α QR)
  from bn α * (P R) bn α * (Q R)
  have "bn α * P" and "bn α * Q" and "bn α * R"
    by simp+
  from Ψ Q R α QR bn α * Ψ bn α * Q bn α * R bn α * subject α
  show ?case
  proof(induct rule: parCases[where C = "(P, R)"])
    case(cPar1 Q' AR ΨR)
    from AR * (P, R) have "AR * P" by simp
    have FrR: "extractFrame R = AR, ΨR" by fact
    from AR * α bn α * R FrR have "bn α * ΨR"
      by(auto dest: extractFrameFreshChain)
    from FrR AR * Ψ AR * P AR * Q have  ΨR P [Rel] Q"
      by(blast intro: Sim PRelQ)
    moreover have QTrans:  ΨR Q α Q'" by fact
    ultimately obtain P' where PTrans:  ΨR P α P'"
      and P'RelQ': "(Ψ ΨR, P', Q') Rel"
      using bn α * Ψ bn α * ΨR bn α * P
      by(force dest: simE)
    from PTrans QTrans AR * P AR * Q AR * α bn α * subject α distinct(bn α) have "AR * P'" and "AR * Q'"
      by(blast dest: freeFreshChainDerivative)+
    from PTrans bn α * R FrR  AR * Ψ AR * P AR * α have  P R α (P' R)"
      by(metis Par1)
    moreover from P'RelQ' FrR AR * Ψ AR * P' AR * Q' have "(Ψ, P' R, Q' R) Rel'" by(rule C1)
    ultimately show ?case by blast
  next
    case(cPar2 R' AQ ΨQ)
    from AQ * (P, R) have "AQ * P" and "AQ * R" by simp+
    obtain AP ΨP where FrP: "extractFrame P = AP, ΨP" and "AP * (Ψ, AQ, ΨQ, α, R)"
      by(rule freshFrame)
    then have "AP * Ψ" and "AP * AQ" and "AP * ΨQ" and "AP * α" and "AP * R"
      by simp+

    have FrQ: "extractFrame Q = AQ, ΨQ" by fact
    from AQ * P FrP AP * AQ have "AQ * ΨP"
      by(auto dest: extractFrameFreshChain)

    from FrP FrQ bn α * P bn α * Q AP * α AQ * α
    have "bn α * ΨP" and "bn α * ΨQ"
      by(force dest: extractFrameFreshChain)+

    obtain AR ΨR where FrR: "extractFrame R = AR, ΨR" and "AR * (Ψ, P, Q, AQ, AP, ΨQ, ΨP, α, R)" and "distinct AR"
      by(rule freshFrame)
    then have "AR * Ψ" and "AR * P" and "AR * Q" and "AR * AQ" and  "AR * AP" and  "AR * ΨQ" and  "AR * ΨP" and "AR * α" and "AR * R"
      by simp+

    from AQ * R  FrR AR * AQ have "AQ * ΨR"
      by(auto dest: extractFrameFreshChain)
    from AP * R AR * AP FrR  have "AP * ΨR"
      by(auto dest: extractFrameFreshChain)

    have RTrans:  ΨQ R α R'" by fact
    moreover have "AQ, (Ψ ΨQ) ΨR F AP, (Ψ ΨP) ΨR"
    proof -
      have "AQ, (Ψ ΨQ) ΨR F AQ, (Ψ ΨR) ΨQ"
        by(metis frameIntAssociativity Commutativity FrameStatEqTrans frameIntCompositionSym FrameStatEqSym)
      moreover from FrR AR * Ψ AR * P AR * Q
      have "(insertAssertion (extractFrame Q) (Ψ ΨR)) F (insertAssertion (extractFrame P) (Ψ ΨR))"
        by(blast intro: PRelQ StatImp)
      with FrP FrQ AP * Ψ AQ * Ψ AP * ΨR AQ * ΨR
      have "AQ, (Ψ ΨR) ΨQ F AP, (Ψ ΨR) ΨP" using freshCompChain by auto
      moreover have "AP, (Ψ ΨR) ΨP F AP, (Ψ ΨP) ΨR"
        by(metis frameIntAssociativity Commutativity FrameStatEqTrans frameIntCompositionSym frameIntAssociativity[THEN FrameStatEqSym])
      ultimately show ?thesis
        by(rule FrameStatEqImpCompose)
    qed

    ultimately have  ΨP R α R'"
      using AP * Ψ AP * ΨQ AQ * Ψ AQ * ΨP AP * R AQ * R AP * α AQ * α
        AR * AP AR * AQ AR * ΨP AR * ΨQ AR * Ψ FrR distinct AR
      by(force intro: transferFrame)
    with bn α * P AP * Ψ  AP * R  AP * α FrP have  P R α (P R')"
      by(force intro: Par2)
    moreover obtain AR' ΨRwhere "extractFrame R' = AR', ΨR'" and "AR' * Ψ" and "AR' * P" and "AR' * Q"
      by(rule freshFrame[where C="(Ψ, P, Q)"]) auto

    moreover from RTrans FrR distinct AR AR * Ψ AR * P AR * Q AR * R AR * α bn α * Ψ bn α * P bn α * Q bn α * R bn α * subject α distinct(bn α)
    obtain p Ψ' AR' ΨRwhere S: "set p set(bn α) × set(bn(p α))" and "(p ΨR) Ψ' ΨR'" and FrR': "extractFrame R' = AR', ΨR'"
      and "bn(p α) * R" and "bn(p α) * Ψ" and "bn(p α) * P" and "bn(p α) * Q" and "bn(p α) * R"
      and "AR' * Ψ" and "AR' * P" and "AR' * Q"
      apply -
      apply (rule expandFrame[where C="(Ψ, P, Q, R)" and C'="(Ψ, P, Q, R)"])
                 apply simp+
      done

    from AR * Ψ have "(p AR) * (p Ψ)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with bn α * Ψ bn(p α) * Ψhave "(p AR) * Ψ" by simp
    from AR * P have "(p AR) * (p P)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with bn α * P bn(p α) * Phave "(p AR) * P" by simp
    from AR * Q have "(p AR) * (p Q)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with bn α * Q bn(p α) * Qhave "(p AR) * Q" by simp

    from FrR have "(p extractFrame R) = p AR, ΨR" by simp
    with bn α * R bn(p α) * Rhave "extractFrame R = (p AR), (p ΨR)"
      by(simp add: eqvts)

    with (p AR) * Ψ (p AR) * P (p AR) * Q have "(Ψ (p ΨR), P, Q) Rel"
      by(metis PRelQ)

    then have "((Ψ (p ΨR)) Ψ', P, Q) Rel" by(rule Ext)
    with (p ΨR) Ψ' ΨR' have "(Ψ ΨR', P, Q) Rel" by(blast intro: C3 Associativity compositionSym)
    with FrR' AR' * Ψ AR' * P AR' * Q have "(Ψ, P R', Q R') Rel'"
      by(metis C1)
    ultimately show ?case by blast
  next
    case(cComm1 ΨR M N Q' AQ ΨQ K xvec R' AR)
    have  FrQ: "extractFrame Q = AQ, ΨQ" by fact
    from AQ * (P, R) have "AQ * P" and "AQ * R" by simp+

    have  FrR: "extractFrame R = AR, ΨR" by fact
    from AR * (P, R) have "AR * P" and "AR * R" by simp+

    from xvec * (P, R) have "xvec * P" and "xvec * R" by simp+

    obtain AP ΨP where FrP: "extractFrame P = AP, ΨP" and "AP * (Ψ, AQ, ΨQ, AR, M, N, K, R, P, xvec)" and "distinct AP"
      by(rule freshFrame)
    then have "AP * Ψ" and "AP * AQ" and "AP * ΨQ" and "AP * M" and "AP * R"
      and "AP * N" and "AP * K" and "AP * AR" and "AP * P" and "AP * xvec"
      by simp+

    have QTrans:  ΨR Q M(N) Q'" and RTrans:  ΨQ R K(ν*xvec)N R'"
      and MeqK:  ΨQ ΨR M K" by fact+

    from FrP FrR AQ * P AP * R AR * P AP * AQ AP * AR AP * xvec xvec * P
    have "AP * ΨR" and "AQ * ΨP" and  "AR * ΨP" and "xvec * ΨP"
      by(auto dest!: extractFrameFreshChain)+

    from RTrans FrR distinct AR AR * R AR * xvec xvec * R xvec * Q xvec * Ψ xvec * ΨQ AR * Q
      AR * Ψ AR * ΨQ xvec * K AR * K AR * N AR * R xvec * R AR * P xvec * P AP * AR AP * xvec
      AQ * AR AQ * xvec AR * ΨP xvec * ΨP distinct xvec xvec * M
    obtain p Ψ' AR' ΨRwhere S: "set p set xvec × set(p xvec)" and FrR': "extractFrame R' = AR', ΨR'"
      and "(p ΨR) Ψ' ΨR'" and "AR' * Q" and "AR' * Ψ" and "(p xvec) * Ψ"
      and "(p xvec) * Q" and "(p xvec) * ΨQ" and "(p xvec) * K" and "(p xvec) * R"
      and "(p xvec) * P" and "(p xvec) * AP" and "(p xvec) * AQ" and "(p xvec) * ΨP"
      and "AR' * P" and "AR' * N"
      by (subst expandFrame[where C="(Ψ, Q, ΨQ, K, R, P, AP, AQ, ΨP)" and C'="(Ψ, Q, ΨQ, K, R, P, AP, AQ, ΨP)"]) simp+

    from AR * Ψ have "(p AR) * (p Ψ)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with xvec * Ψ (p xvec) * Ψhave "(p AR) * Ψ" by simp
    from AR * P have "(p AR) * (p P)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with xvec * P (p xvec) * Phave "(p AR) * P" by simp
    from AR * Q have "(p AR) * (p Q)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with xvec * Q (p xvec) * Qhave "(p AR) * Q" by simp
    from AR * R have "(p AR) * (p R)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with xvec * R (p xvec) * Rhave "(p AR) * R" by simp
    from AR * K have "(p AR) * (p K)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with xvec * K (p xvec) * Khave "(p AR) * K" by simp

    from AP * xvec (p xvec) * AP AP * Mhave "AP * (p M)" by(simp add: freshChainSimps)
    from AQ * xvec (p xvec) * AQ AQ * Mhave "AQ * (p M)" by(simp add: freshChainSimps)
    from AP * xvec (p xvec) * AP AP * ARhave "(p AR) * AP" by(simp add: freshChainSimps)
    from AQ * xvec (p xvec) * AQ AQ * ARhave "(p AR) * AQ" by(simp add: freshChainSimps)

    from QTrans S xvec * Q (p xvec) * Q have "(p ΨR)) Q (p M)(N) Q'"
      using inputPermFrameSubject name_list_set_fresh by blast
    with xvec * Ψ (p xvec) * Ψhave QTrans: "(Ψ (p ΨR)) Q (p M)(N) Q'"
      by(simp add: eqvts)

    from FrR have "(p extractFrame R) = p AR, ΨR" by simp
    with xvec * R (p xvec) * Rhave FrR: "extractFrame R = (p AR), (p ΨR)"
      by(simp add: eqvts)

    note RTrans FrR
    moreover from FrR (p AR) * Ψ (p AR) * P (p AR) * Q have  (p ΨR) P [Rel] Q"
      by(metis Sim PRelQ)
    with QTrans obtain P' where PTrans:  (p ΨR) P (p M)(N) P'" and P'RelQ': "(Ψ (p ΨR), P', Q') Rel"
      by(force dest: simE)
    from PTrans QTrans AR' * P AR' * Q AR' * N have "AR' * P'" and "AR' * Q'"
      by(blast dest: inputFreshChainDerivative)+

    note PTrans
    moreover from MeqK have "(p ΨQ ΨR)) (p M) (p K)" by(rule chanEqClosed)
    with xvec * Ψ (p xvec) * Ψ xvec * ΨQ (p xvec) * ΨQ xvec * K (p xvec) * K S
    have MeqK:  ΨQ (p ΨR) (p M) K" by(simp add: eqvts)

    moreover have "AQ, (Ψ ΨQ) (p ΨR) F AP, (Ψ ΨP) (p ΨR)"
    proof -
      have "AP, (Ψ (p ΨR)) ΨP F AP, (Ψ ΨP) (p ΨR)"
        by(metis frameResChainPres frameNilStatEq Commutativity AssertionStatEqTrans Composition Associativity)
      moreover from FrR (p AR) * Ψ (p AR) * P (p AR) * Q
      have "(insertAssertion (extractFrame Q) (Ψ (p ΨR))) F (insertAssertion (extractFrame P) (Ψ (p ΨR)))"
        by(metis PRelQ StatImp)
      with FrP FrQ AP * Ψ AQ * Ψ AP * ΨR AQ * ΨR AP * xvec (p xvec) * AP AQ * xvec (p xvec) * AQ S
      have "AQ, (Ψ (p ΨR)) ΨQ F AP, (Ψ (p ΨR)) ΨP" using freshCompChain
        by(simp add: freshChainSimps)
      moreover have "AQ, (Ψ ΨQ) (p ΨR) F AQ, (Ψ (p ΨR)) ΨQ"
        by(metis frameResChainPres frameNilStatEq Commutativity AssertionStatEqTrans Composition Associativity)
      ultimately show ?thesis
        by(metis FrameStatEqImpCompose)
    qed
    moreover note FrP FrQ distinct AP
    moreover from distinct AR have "distinct(p AR)" by simp
    moreover note (p AR) * AP  (p AR) * AQ (p AR) * Ψ (p AR) * P (p AR) * Q (p AR) * R (p AR) * K
      AP * Ψ AP * R AP * P AP * (p M) AQ * R AQ * (p M) AP * xvec xvec * P AP * R
    ultimately obtain K' where  ΨP R K'(ν*xvec)N R'" and  ΨP (p ΨR) (p M) K'" and "(p AR) * K'"
      using comm1Aux by blast

    with PTrans FrP have  P R τ (ν*xvec)(P' R')" using FrR (p AR) * Ψ (p AR) * P (p AR) * R
        xvec * P AP * Ψ AP * P AP * R AP * (p M) (p AR) * K' (p AR) * AP
      by (intro Comm1) (assumption | simp)+

    moreover from P'RelQ' have  "((Ψ (p ΨR)) Ψ', P', Q') Rel" by(rule Ext)
    with (p ΨR) Ψ' ΨR' have "(Ψ ΨR', P', Q') Rel" by(metis C3 Associativity compositionSym)
    with FrR' AR' * P' AR' * Q' AR' * Ψ have "(Ψ, P' R', Q' R') Rel'"
      by(metis C1)
    with xvec * Ψ have "(Ψ, (ν*xvec)(P' R'), (ν*xvec)(Q' R')) Rel'"
      by(metis C2)
    ultimately show ?case by blast
  next
    case(cComm2 ΨR M xvec N Q' AQ ΨQ K R' AR)
    have  FrQ: "extractFrame Q = AQ, ΨQ" by fact
    from AQ * (P, R) have "AQ * P" and "AQ * R" by simp+

    have  FrR: "extractFrame R = AR, ΨR" by fact
    from AR * (P, R) have "AR * P" and "AR * R" by simp+

    from xvec * (P, R) have "xvec * P" and "xvec * R" by simp+

    obtain AP ΨP where FrP: "extractFrame P = AP, ΨP" and "AP * (Ψ, AQ, ΨQ, AR, M, N, K, R, P, xvec)" and "distinct AP"
      by(rule freshFrame)
    then have "AP * Ψ" and "AP * AQ" and "AP * ΨQ" and "AP * M" and "AP * R"
      and "AP * N" "AP * K" and "AP * AR" and "AP * P"  and "AP * xvec"
      by simp+

    from FrP FrR AQ * P AP * R AR * P AP * AQ AP * AR AP * xvec xvec * P
    have "AP * ΨR" and "AQ * ΨP" and  "AR * ΨP" and "xvec * ΨP"
      by(auto dest!: extractFrameFreshChain)+

    have QTrans:  ΨR Q M(ν*xvec)N Q'" by fact

    note Ψ ΨQ R K(N) R' FrR Ψ ΨQ ΨR M K
    moreover from FrR AR * Ψ AR * P AR * Q have  ΨR P [Rel] Q" by(metis PRelQ Sim)
    with QTrans obtain P' where PTrans:  ΨR P M(ν*xvec)N P'" and P'RelQ': "(Ψ ΨR, P', Q') Rel"
      using xvec * Ψ xvec * ΨR xvec * P
      by(force dest: simE)
    from PTrans QTrans AR * P AR * Q AR * xvec xvec * M distinct xvec have "AR * P'" and "AR * Q'"
      by(blast dest: outputFreshChainDerivative)+
    note PTrans Ψ ΨQ ΨR M K
    moreover have "AQ, (Ψ ΨQ) ΨR F AP, (Ψ ΨP) ΨR"
    proof -
      have "AP, (Ψ ΨR) ΨP F AP, (Ψ ΨP) ΨR"
        by(metis frameResChainPres frameNilStatEq Commutativity AssertionStatEqTrans Composition Associativity)
      moreover from FrR AR * Ψ AR * P AR * Q
      have "(insertAssertion (extractFrame Q) (Ψ ΨR)) F (insertAssertion (extractFrame P) (Ψ ΨR))"
        by(metis PRelQ StatImp)
      with FrP FrQ AP * Ψ AQ * Ψ AP * ΨR AQ * ΨR
      have "AQ, (Ψ ΨR) ΨQ F AP, (Ψ ΨR) ΨP" using freshCompChain by simp
      moreover have "AQ, (Ψ ΨQ) ΨR F AQ, (Ψ ΨR) ΨQ"
        by(metis frameResChainPres frameNilStatEq Commutativity AssertionStatEqTrans Composition Associativity)
      ultimately show ?thesis
        by(metis FrameStatEqImpCompose)
    qed
    moreover note FrP FrQ distinct AP distinct AR
    moreover from AP * AR AQ * AR have "AR * AP" and "AR * AQ" by simp+
    moreover note AR * Ψ AR * P AR * Q AR * R AR * K  AP * Ψ AP * P
      AP * R AP * M AQ * R AQ * M AR * xvec xvec * M
    ultimately obtain K' where  ΨP R K'(N) R'" and  ΨP ΨR M K'" and "AR * K'"
      using comm2Aux by blast

    with PTrans FrP have  P R τ (ν*xvec)(P' R')" using FrR AR * Ψ AR * P AR * R
        AR * Ψ AR * P AR * R and xvec * R AP * Ψ AP * P AP * R AP * AR AP * M AR * K'
      by(force intro: Comm2)

    moreover from Ψ ΨP R K'(N) R' FrR distinct AR AR * Ψ AR * R AR * P' AR * Q' AR * N AR * K'
    obtain Ψ' AR' ΨRwhere  ReqR': R Ψ' ΨR'" and FrR': "extractFrame R' = AR', ΨR'"
      and "AR' * Ψ" and "AR' * P'" and "AR' * Q'"
      by(auto intro: expandFrame[where C="(Ψ, P', Q')" and C'="Ψ"])

    from P'RelQ' have "((Ψ ΨR) Ψ', P', Q') Rel" by(rule Ext)
    with ReqR' have "(Ψ ΨR', P', Q') Rel" by(metis C3 Associativity compositionSym)
    with FrR' AR' * P' AR' * Q' AR' * Ψ have "(Ψ, P' R', Q' R') Rel'"
      by(metis C1)
    with xvec * Ψ have "(Ψ, (ν*xvec)(P' R'), (ν*xvec)(Q' R')) Rel'"
      by(metis C2)
    ultimately show ?case by blast
  next
    case(cBrMerge ΨR M N Q' AQ ΨQ R' AR)
    have  FrQ: "extractFrame Q = AQ, ΨQ" by fact
    from AQ * (P, R) have "AQ * P" and "AQ * R" by simp+

    have  FrR: "extractFrame R = AR, ΨR" by fact
    from AR * (P, R) have "AR * P" and "AR * R" by simp+

    obtain AP ΨP where FrP: "extractFrame P = AP, ΨP" and "AP * (Ψ, AQ, ΨQ, AR, M, N, R, P)" and "distinct AP"
      by(rule freshFrame)
    then have "AP * Ψ" and "AP * AQ" and "AP * ΨQ" and "AP * M" and "AP * R"
      and "AP * N" and "AP * AR" and "AP * P"
      by simp+

    from FrP FrR AQ * P AP * R AR * P AP * AQ AP * AR
    have "AP * ΨR" and "AQ * ΨP" and  "AR * ΨP"
      by(auto dest: extractFrameFreshChain)+

    have QTrans:  ΨR Q 🍋M(N) Q'" by fact

    have RTrans:  ΨQ R 🍋M(N) R'" by fact

    from FrR AR * Ψ AR * P AR * Q have  ΨR P [Rel] Q" by(metis PRelQ Sim)
    with QTrans obtain P' where PTrans:  ΨR P 🍋M(N) P'" and P'RelQ': "(Ψ ΨR, P', Q') Rel"
      by(force dest: simE)
    from PTrans QTrans AR * P AR * Q AR * N have "AR * P'" and "AR * Q'"
      by(blast dest: brinputFreshChainDerivative)+

    have "AQ, (Ψ ΨQ) ΨR F AP, (Ψ ΨP) ΨR"
    proof -
      have "AP, (Ψ ΨR) ΨP F AP, (Ψ ΨP) ΨR"
        by(metis frameResChainPres frameNilStatEq Commutativity AssertionStatEqTrans Composition Associativity)
      moreover from FrR AR * Ψ AR * P AR * Q
      have "(insertAssertion (extractFrame Q) (Ψ ΨR)) F (insertAssertion (extractFrame P) (Ψ ΨR))"
        by(metis PRelQ StatImp)
      with FrP FrQ AP * Ψ AQ * Ψ AP * ΨR AQ * ΨR
      have "AQ, (Ψ ΨR) ΨQ F AP, (Ψ ΨR) ΨP" using freshCompChain by simp
      moreover have "AQ, (Ψ ΨQ) ΨR F AQ, (Ψ ΨR) ΨQ"
        by(metis frameResChainPres frameNilStatEq Commutativity AssertionStatEqTrans Composition Associativity)
      ultimately show ?thesis
        by(metis FrameStatEqImpCompose)
    qed
    with RTrans extractFrame R = AR, ΨR distinct AR AP * AR AQ * AR
      AR * Ψ AR * ΨP AR * ΨQ AR * R AR * M AP * R AP * M AQ * R AQ * M
    have  ΨP R 🍋M(N) R'"
      using brCommInAux freshChainSym by blast

    with PTrans FrP have Transition:  P R 🍋M(N) (P' R')" using FrR AR * Ψ AR * P AR * R
        AR * Ψ AR * P AR * R AP * Ψ AP * P AP * R AP * AR AP * M AR * M
      by(force intro: BrMerge)

    from Ψ ΨP R 🍋M(N) R' FrR distinct AR AR * Ψ AR * R AR * P' AR * Q' AR * N AR * M
    obtain Ψ' AR' ΨRwhere  ReqR': R Ψ' ΨR'" and FrR': "extractFrame R' = AR', ΨR'"
      and "AR' * Ψ" and "AR' * P'" and "AR' * Q'"
      by(auto intro: expandFrame[where C="(Ψ, P', Q')" and C'="Ψ"])

    from P'RelQ' have "((Ψ ΨR) Ψ', P', Q') Rel" by(rule Ext)
    with ReqR' have "(Ψ ΨR', P', Q') Rel" by(metis C3 Associativity compositionSym)
    with FrR' AR' * P' AR' * Q' AR' * Ψ have Relation: "(Ψ, P' R', Q' R') Rel'"
      by(metis C1)
    show ?case using Transition Relation
      by blast
  next
    case(cBrComm1 ΨR M N Q' AQ ΨQ xvec R' AR)
    have  FrQ: "extractFrame Q = AQ, ΨQ" by fact
    from AQ * (P, R) have "AQ * P" and "AQ * R" by simp+

    have  FrR: "extractFrame R = AR, ΨR" by fact
    from AR * (P, R) have "AR * P" and "AR * R" by simp+
    from 🍋M(ν*xvec)N = α have "xvec = bn α"
      by(auto simp add: action.inject)
    from xvec = bn α bn α * P bn α * R
    have "xvec * P" and "xvec * R" by simp+

    obtain AP ΨP where FrP: "extractFrame P = AP, ΨP" and "AP * (Ψ, AQ, ΨQ, AR, M, N, R, P, xvec)" and "distinct AP"
      by(rule freshFrame)
    then have "AP * Ψ" and "AP * AQ" and "AP * ΨQ" and "AP * M" and "AP * R"
      and "AP * N" and "AP * AR" and "AP * P" and "AP * xvec"
      by simp+

    from FrP FrR AQ * P AP * R AR * P AP * AQ AP * AR
    have "AP * ΨR" and "AQ * ΨP" and  "AR * ΨP"
      by(auto dest: extractFrameFreshChain)+

    from AP * xvec xvec * P FrP have "xvec * ΨP"
      by(auto dest: extractFrameFreshChain)

    have QTrans:  ΨR Q 🍋M(N) Q'" by fact

    have RTrans:  ΨQ R 🍋M(ν*xvec)N R'" by fact

    from RTrans FrR distinct AR AR * R AR * xvec xvec * R xvec * Q xvec * Ψ xvec * ΨQ AR * Q
      AR * Ψ AR * ΨQ AR * M AR * N AR * R xvec * R AR * P xvec * P AP * AR AP * xvec
      AQ * AR AQ * xvec AR * ΨP xvec * ΨP distinct xvec xvec * M
    obtain p Ψ' AR' ΨRwhere S: "set p set xvec × set(p xvec)" and FrR': "extractFrame R' = AR', ΨR'"
      and "(p ΨR) Ψ' ΨR'" and "AR' * Q" and "AR' * Ψ" and "(p xvec) * Ψ"
      and "(p xvec) * Q" and "(p xvec) * ΨQ" and "(p xvec) * R" and "(p xvec) * M"
      and "(p xvec) * P" and "(p xvec) * AP" and "(p xvec) * AQ" and "(p xvec) * ΨP"
      and "AR' * P" and "AR' * N"
      by(auto intro: expandFrame[where C="(Ψ, Q, ΨQ, R, P, M, AP, AQ, ΨP)" and C'="(Ψ, Q, ΨQ, R, P, M, AP, AQ, ΨP)"])

    from AR * Ψ have "(p AR) * (p Ψ)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with xvec * Ψ (p xvec) * Ψhave "(p AR) * Ψ" by simp
    from AR * ΨP have "(p AR) * (p ΨP)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with xvec * ΨP (p xvec) * ΨPhave "(p AR) * ΨP" by simp
    from AR * ΨQ have "(p AR) * (p ΨQ)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with xvec * ΨQ (p xvec) * ΨQhave "(p AR) * ΨQ" by simp
    from AR * M have "(p AR) * (p M)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with xvec * M (p xvec) * Mhave "(p AR) * M" by simp
    from AR * P have "(p AR) * (p P)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with xvec * P (p xvec) * Phave "(p AR) * P" by simp
    from AR * Q have "(p AR) * (p Q)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with xvec * Q (p xvec) * Qhave "(p AR) * Q" by simp
    from AR * R have "(p AR) * (p R)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with xvec * R (p xvec) * Rhave "(p AR) * R" by simp

    from AP * xvec (p xvec) * AP AP * Mhave "AP * (p M)" by(simp add: freshChainSimps)
    from AQ * xvec (p xvec) * AQ AQ * Mhave "AQ * (p M)" by(simp add: freshChainSimps)
    from AP * xvec (p xvec) * AP AP * ARhave "(p AR) * AP" by(simp add: freshChainSimps)
    from AQ * xvec (p xvec) * AQ AQ * ARhave "(p AR) * AQ" by(simp add: freshChainSimps)

    from QTrans S xvec * Q (p xvec) * Q have "(p ΨR)) Q 🍋(p M)(N) Q'"
      using brinputPermFrameSubject name_list_set_fresh by blast
    with xvec * Ψ (p xvec) * Ψhave QTrans: "(Ψ (p ΨR)) Q 🍋(p M)(N) Q'"
      by(simp add: eqvts)

    from FrR have "(p extractFrame R) = p AR, ΨR" by simp
    with xvec * R (p xvec) * Rhave FrR: "extractFrame R = (p AR), (p ΨR)"
      by(simp add: eqvts)

    from FrR (p AR) * Ψ (p AR) * P (p AR) * Q have  (p ΨR) P [Rel] Q"
      by(metis Sim PRelQ)
    with QTrans obtain P' where PTrans:  (p ΨR) P 🍋(p M)(N) P'" and P'RelQ': "(Ψ (p ΨR), P', Q') Rel"
      by(force dest: simE)
    with QTrans AR' * P AR' * Q AR' * N have "AR' * P'" and "AR' * Q'"
      by(blast dest: brinputFreshChainDerivative)+

    have "AQ, (Ψ ΨQ) (p ΨR) F AP, (Ψ ΨP) (p ΨR)"
    proof -
      have "AP, (Ψ (p ΨR)) ΨP F AP, (Ψ ΨP) (p ΨR)"
        by(metis frameResChainPres frameNilStatEq Commutativity AssertionStatEqTrans Composition Associativity)
      moreover from FrR (p AR) * Ψ (p AR) * P (p AR) * Q
      have "(insertAssertion (extractFrame Q) (Ψ (p ΨR))) F (insertAssertion (extractFrame P) (Ψ (p ΨR)))"
        by(metis PRelQ StatImp)
      with FrP FrQ AP * Ψ AQ * Ψ AP * ΨR AQ * ΨR AP * xvec (p xvec) * AP AQ * xvec (p xvec) * AQ S
      have "AQ, (Ψ (p ΨR)) ΨQ F AP, (Ψ (p ΨR)) ΨP" using freshCompChain
        by(simp add: freshChainSimps)
      moreover have "AQ, (Ψ ΨQ) (p ΨR) F AQ, (Ψ (p ΨR)) ΨQ"
        by(metis frameResChainPres frameNilStatEq Commutativity AssertionStatEqTrans Composition Associativity)
      ultimately show ?thesis
        by(metis FrameStatEqImpCompose)
    qed
    moreover note RTrans FrR FrP FrQ distinct AP
    moreover from distinct AR have "distinct(p AR)" by simp
    moreover note (p AR) * AP  (p AR) * AQ (p AR) * Ψ (p AR) * ΨP (p AR) * ΨQ (p AR) * M (p AR) * P (p AR) * Q (p AR) * R
      AP * Ψ AP * R AP * P AP * M AQ * M AP * (p M) AQ * R AP * xvec xvec * P AP * R
    ultimately have  ΨP R 🍋M(ν*xvec)N R'"
      using brCommOutAux by blast
    with S xvec * M (p xvec) * M have  ΨP R 🍋(p M)(ν*xvec)N R'" by simp

    with PTrans FrP S xvec * M (p xvec) * M (p AR) * M have  P R 🍋(p M)(ν*xvec)N (P' R')" using FrR (p AR) * Ψ (p AR) * P (p AR) * R
        xvec * P AP * Ψ AP * P AP * R AP * (p M) (p AR) * AP
      by(intro BrComm1) (assumption | simp)+

    with S xvec * M (p xvec) * M
    have Transition:  P R 🍋M(ν*xvec)N (P' R')" by simp

    from P'RelQ' have  "((Ψ (p ΨR)) Ψ', P', Q') Rel" by(rule Ext)
    with (p ΨR) Ψ' ΨR' have "(Ψ ΨR', P', Q') Rel" by(metis C3 Associativity compositionSym)
    with FrR' AR' * P' AR' * Q' AR' * Ψ have Relation: "(Ψ, P' R', Q' R') Rel'"
      by(metis C1)

    show ?case using Transition Relation
      by blast
  next
    case(cBrComm2 ΨR M xvec N Q' AQ ΨQ R' AR)
    have  FrQ: "extractFrame Q = AQ, ΨQ" by fact
    from AQ * (P, R) have "AQ * P" and "AQ * R" by simp+

    have  FrR: "extractFrame R = AR, ΨR" by fact
    from AR * (P, R) have "AR * P" and "AR * R" by simp+
    from 🍋M(ν*xvec)N = α have "xvec = bn α"
      by(auto simp add: action.inject)
    from xvec = bn α bn α * P bn α * R
    have "xvec * P" and "xvec * R" by simp+

    obtain AP ΨP where FrP: "extractFrame P = AP, ΨP" and "AP * (Ψ, AQ, ΨQ, AR, M, N, R, P)" and "distinct AP"
      by(rule freshFrame)
    then have "AP * Ψ" and "AP * AQ" and "AP * ΨQ" and "AP * M" and "AP * R"
      and "AP * N" and "AP * AR" and "AP * P"
      by simp+

    from FrP FrR AQ * P AP * R AR * P AP * AQ AP * AR
    have "AP * ΨR" and "AQ * ΨP" and  "AR * ΨP"
      by(auto dest: extractFrameFreshChain)+

    have QTrans:  ΨR Q 🍋M(ν*xvec)N Q'" by fact

    have RTrans:  ΨQ R 🍋M(N) R'" by fact

    from FrR AR * Ψ AR * P AR * Q have  ΨR P [Rel] Q" by(metis PRelQ Sim)
    from Ψ ΨR P [Rel] Q QTrans xvec * Ψ xvec * ΨR xvec * P
    obtain P' where PTrans:  ΨR P 🍋M(ν*xvec)N P'" and P'RelQ': "(Ψ ΨR, P', Q') Rel"
      by(force dest: simE)
    from PTrans QTrans AR * P AR * Q AR * N AR * xvec xvec * M distinct xvec have "AR * P'" and "AR * Q'"
      by(blast dest: broutputFreshChainDerivative)+

    have "AQ, (Ψ ΨQ) ΨR F AP, (Ψ ΨP) ΨR"
    proof -
      have "AP, (Ψ ΨR) ΨP F AP, (Ψ ΨP) ΨR"
        by(metis frameResChainPres frameNilStatEq Commutativity AssertionStatEqTrans Composition Associativity)
      moreover from FrR AR * Ψ AR * P AR * Q
      have "(insertAssertion (extractFrame Q) (Ψ ΨR)) F (insertAssertion (extractFrame P) (Ψ ΨR))"
        by(metis PRelQ StatImp)
      with FrP FrQ AP * Ψ AQ * Ψ AP * ΨR AQ * ΨR
      have "AQ, (Ψ ΨR) ΨQ F AP, (Ψ ΨR) ΨP" using freshCompChain by simp
      moreover have "AQ, (Ψ ΨQ) ΨR F AQ, (Ψ ΨR) ΨQ"
        by(metis frameResChainPres frameNilStatEq Commutativity AssertionStatEqTrans Composition Associativity)
      ultimately show ?thesis
        by(metis FrameStatEqImpCompose)
    qed
    with RTrans extractFrame R = AR, ΨR distinct AR AP * AR AQ * AR
      AR * Ψ AR * ΨP AR * ΨQ AR * R AR * M AP * R AP * M AQ * R AQ * M
    have  ΨP R 🍋M(N) R'"
      using brCommInAux freshChainSym by blast

    with PTrans FrP have Transition:  P R 🍋M(ν*xvec)N (P' R')" using FrR AR * Ψ AR * P AR * R
        AR * Ψ AR * P AR * R AP * Ψ AP * P AP * R AP * AR AP * M AR * M xvec * R
      by(force intro: BrComm2)

    from Ψ ΨP R 🍋M(N) R' FrR distinct AR AR * Ψ AR * R AR * P' AR * Q' AR * N AR * M
    obtain Ψ' AR' ΨRwhere  ReqR': R Ψ' ΨR'" and FrR': "extractFrame R' = AR', ΨR'"
      and "AR' * Ψ" and "AR' * P'" and "AR' * Q'"
      by(auto intro: expandFrame[where C="(Ψ, P', Q')" and C'="Ψ"])

    from P'RelQ' have "((Ψ ΨR) Ψ', P', Q') Rel" by(rule Ext)
    with ReqR' have "(Ψ ΨR', P', Q') Rel" by(metis C3 Associativity compositionSym)
    with FrR' AR' * P' AR' * Q' AR' * Ψ have Relation: "(Ψ, P' R', Q' R') Rel'"
      by(metis C1)
    show ?case using Transition Relation
      by blast
  qed
qed

unbundle no relcomp_syntax

lemma bangPres:
  fixes Ψ   :: 'b
    and P    :: "('a, 'b, 'c) psi"
    and Q    :: "('a, 'b, 'c) psi"
    and R    :: "('a, 'b, 'c) psi"
    and Rel  :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"
    and Rel' :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"

assumes "(Ψ, P, Q) Rel"
  and   "eqvt Rel'"
  and   "guarded P"
  and   "guarded Q"
  and   cSim: "Ψ' S T. (Ψ', S, T) Rel ==> Ψ' S [Rel] T"
  and   cExt: "Ψ' S T Ψ''. (Ψ', S, T) Rel ==> (Ψ' Ψ'', S, T) Rel"
  and   cSym: "Ψ' S T. (Ψ', S, T) Rel ==> (Ψ', T, S) Rel"
  and   StatEq: "Ψ' S T Ψ''. [(Ψ', S, T) Rel; Ψ' Ψ''] ==> (Ψ'', S, T) Rel"
  and   Closed: "Ψ' S T p. (Ψ', S, T) Rel ==> ((p::name prm) Ψ', p S, p T) Rel"
  and   Assoc: "Ψ' S T U. (Ψ', S (T U), (S T) U) Rel"
  and   ParPres: "Ψ' S T U. (Ψ', S, T) Rel ==> (Ψ', S U, T U) Rel"
  and   FrameParPres: "Ψ' ΨU S T U AU. [(Ψ' ΨU, S, T) Rel; extractFrame U = AU, ΨU; AU * Ψ'; AU * S; AU * T] ==>
                                            (Ψ', U S, U T) Rel"
  and   ResPres: "Ψ' S T xvec. [(Ψ', S, T) Rel; xvec * Ψ'] ==> (Ψ', (ν*xvec)S, (ν*xvec)T) Rel"
  and   ScopeExt: "xvec Ψ' S T. [xvec * Ψ'; xvec * T] ==> (Ψ', (ν*xvec)(S T), ((ν*xvec)S) T) Rel"
  and   Trans: "Ψ' S T U. [(Ψ', S, T) Rel; (Ψ', T, U) Rel] ==> (Ψ', S, U) Rel"
  and   Compose"Ψ' S T U O. [(Ψ', S, T) Rel; (Ψ', T, U) Rel'; (Ψ', U, O) Rel] ==> (Ψ', S, O) Rel'"
  and   C1: "Ψ S T U. [(Ψ, S, T) Rel; guarded S; guarded T] ==> (Ψ, U !S, U !T) Rel'"
  and   Der: "Ψ' S α S' T. [Ψ' !S α S'; (Ψ', S, T) Rel; bn α * Ψ'; bn α * S; bn α * T; guarded T; bn α * subject α] ==>
                                      T' U O. Ψ' !T α T' (Ψ', S', U !S) Rel (Ψ', T', O !T) Rel
                                                (Ψ', U, O) Rel ((supp U)::name set) supp S'
                                                 ((supp O)::name set) supp T'"

shows  R !P [Rel'] R !Q"
  using eqvt Rel'
proof(induct rule: simI[of _ _ _ _ "()"])
  case(cSim α RQ')
  from bn α * (R !P) bn α * (R !Q) have "bn α * P" and "bn α * (!Q)" and "bn α * Q" and "bn α * R" by simp+
  from Ψ R !Q α RQ' bn α * Ψ bn α * R bn α * !Q bn α * subject α show ?case
  proof(induct rule: parCases[where C=P])
    case(cPar1 R' AQ ΨQ)
    from extractFrame (!Q) = AQ, ΨQ have "AQ = []" and Q = SBottom'" by simp+
    with Ψ Ψ(* Titl
 by(intro Par1) (assumption | simp)+
 moreover from \open(Ψ, P, Q) Rel
guarded Q have "(Ψ !P, R' Rel'"
      byule
    ultimately show ?case by blast
  next
    casesubR Ψ
 Trans:s: "\<Psi  Ψ !Q <prec  "ractFrame R = R, Ψ fact+
java.lang.NullPointerException
 with QTrans cname
 obtainis P C "
  "(\<Psi  ΨR, Q', S Ψ\^R, S, T) \in> Rel"
 ndpT: "((su T)::name set) \\s> supp P'" and suppS: "((supp S)::n set)
 by(drule_tac cSym) (auto d| Class C\RightarrowasPC)
 from PTrans FrR \<  is_type
 by(intro Par2) auto
 moreover
 {
 from AR * P AR * (!Q) AR * α PTrans QTrans bn α * subject α distinct(bn α) have "AR * P'" and "AR * Q'"
 by(force dest: freeFreshChainDerivative)+
 from ΨR, P', T !P) Rel FrR AR * Ψ AR * P' AR * P suppT have "(Ψ, R P', R (T !P)) Rel"
 by(intro FrameParPres) (auto simp add: fresh_star_def fresh_def psi.supp)
 then have "(Ψ, R P', (R T) !P) Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
 moreover from (Ψ, P, Q) Rel guarded P guarded Q have "(Ψ, (R T) !P, (R T) !Q) Rel'"
 by(rule C1)
 moreover from ΨR, Q', S !Q) Rel ΨR, S, T) Rel have "(Ψ ΨR, Q', T !Q) Rel"
 by(blast intro: ParPres Trans)
 with FrR AR * Ψ AR * P' AR * Q' AR * (!Q) suppT suppS have "(Ψ, R Q', R (T !Q)) Rel"
 by(intro FrameParPres) (auto simp add: fresh_star_def fresh_def psi.supp)
 then have "(Ψ, R Q', (R T) !Q) Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
 ultimately have "(Ψ, R P', R Q') Rel'" by(blast intro: cSym Compose)
 }
 ultimately show ?case by blast
 next
 case(cComm1 ΨQ M N R' AR ΨR K xvec Q' AQ)
 from extractFrame (!Q) = AQ, ΨQ have "AQ = []" and "ΨQ = SBottom'" by simp+
 have RTrans: "Ψ ΨQ R M(N) R'" and FrR: "extractFrame R = AR, ΨR" by fact+
 moreover have QTrans: "Ψ ΨR !Q K(ν*xvec)N Q'" by fact
 from FrR xvec * R AR * xvec have "xvec * ΨR" by(force dest: extractFrameFreshChain)
 with QTrans (Ψ, P, Q) Rel xvec * Ψxvec * P xvec * (!Q) guarded P xvec * K
 obtain P' S T where PTrans: "Ψ ΨR !P K(ν*xvec)N P'" and "(Ψ ΨR, P', T !P) Rel"
 and "(Ψ ΨR, Q', S !Q) Rel" and "(Ψ ΨR, S, T) Rel"
 and suppT: "((supp T)::name set) supp P'" and suppS: "((supp S)::name set) supp Q'"
 apply(drule_tac cSym)
 by (metis Der bn.simps(3) cExt freshCompChain(1) optionFreshChain(1) psiFreshVec(7) subject.simps(3))
 note Ψ ΨR ΨQ M K
 ultimately have "Ψ R !P τ (ν*xvec)(R' P')"
 using PTrans ΨQ = SBottom' xvec * R AR * Ψ AR * R AR * M AR * P
 by(intro Comm1) (assumption | simp)+

 moreover from AR * P AR * (!Q) AR * xvec PTrans QTrans xvec * K distinct xvec
 have "AR * P'" and "AR * Q'" by(force dest: outputFreshChainDerivative)+
 moreover with RTrans FrR distinct AR AR * R AR * N AR * Ψ AR * P AR * (!Q) AR * M
 obtain Ψ' AR' ΨR' where FrR': "extractFrame R' = AR', ΨR'" and "ΨR Ψ' ΨR'" and "AR' * Ψ"
 and "AR' * P'" and "AR' * Q'" and "AR' * P" and "AR' * Q"
 by(auto intro: expandFrame[where C="(Ψ, P, P', Q, Q')" and C'=Ψ])

 moreover
 {
 from ΨR, P', T !P) Rel have "((Ψ ΨR) Ψ', P', T !P) Rel" by(rule cExt)
 with ΨR Ψ' ΨR' have "(Ψ ΨR', P', T !P) Rel"
 by(metis Associativity StatEq compositionSym)
 with FrR' AR' * Ψ AR' * P' AR' * P suppT have "(Ψ, R' P', R' (T !P)) Rel"
 by(intro FrameParPres) (auto simp add: fresh_star_def fresh_def psi.supp)
 then have "(Ψ, R' P', (R' T) !P) Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
 with xvec * Ψ xvec * P have "(Ψ, (ν*xvec)(R' P'), ((ν*xvec)(R' T)) !P) Rel"
 by(metis ResPres psiFreshVec ScopeExt Trans)
 moreover from (Ψ, P, Q) Rel guarded P guarded Q have "(Ψ, ((ν*xvec)(R' T)) !P, ((ν*xvec)(R' T)) !Q) Rel'"
 by(rule C1)
 moreover from ΨR, Q', S !Q) Rel ΨR, S, T) Rel have "(Ψ ΨR, Q', T !Q) Rel"
 by(blast intro: ParPres Trans)
 then have "((Ψ ΨR) Ψ', Q', T !Q) Rel" by(rule cExt)
 with ΨR Ψ' ΨR' have "(Ψ ΨR', Q', T !Q) Rel"
 by(metis Associativity StatEq compositionSym)
 with FrR' AR' * Ψ AR' * P' AR' * Q' AR' * Q suppT suppS have "(Ψ, R' Q', R' (T !Q)) Rel"
 by(intro FrameParPres) (auto simp add: fresh_star_def fresh_def psi.supp)
 then have "(Ψ, R' Q', (R' T) !Q) Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
 with xvec * Ψ xvec * (!Q) have "(Ψ, (ν*xvec)(R' Q'), ((ν*xvec)(R' T)) !Q) Rel"
 by(metis ResPres psiFreshVec ScopeExt Trans)
 ultimately have "(Ψ, (ν*xvec)(R' P'), (ν*xvec)(R' Q')) Rel'" by(blast intro: cSym Compose)
 }
 ultimately show ?case by blast
 next
 case(cComm2 ΨQ M xvec N R' AR ΨR K Q' AQ)
 from extractFrame (!Q) = AQ, ΨQ have "AQ = []" and "ΨQ = SBottom'" by simp+
 have RTrans: "Ψ ΨQ R M(ν*xvec)N R'" and FrR: "extractFrame R = AR, ΨR" by fact+
 then obtain p Ψ' AR' ΨR' where S: "set p set xvec × set(p xvec)"
 and FrR': "extractFrame R' = AR', ΨR'" and "(p ΨR) Ψ' ΨR'" and "AR' * Ψ"
 and "AR' * N" and "AR' * R'" and "AR' * P" and "AR' * Q" and "(p xvec) * Ψ"
 and "(p xvec) * P" and "(p xvec) * Q" and "xvec * AR'" and "(p xvec) * AR'"
 and "distinctPerm p" and "(p xvec) * R'" and "(p xvec) * N"
 using distinct AR AR * R AR * M AR * xvec AR * N AR * Ψ AR * P AR * (!Q)
 xvec * Ψ xvec * P xvec * (!Q) xvec * R xvec * M distinct xvec
 by(auto intro: expandFrame[where C="(Ψ, P, Q)" and C'="(Ψ, P, Q)"])

 from RTrans S (p xvec) * N (p xvec) * R' have "Ψ ΨQ R M(ν*(p xvec))(p N) (p R')"
 apply(simp add: residualInject)
 by(subst boundOutputChainAlpha''[symmetric]) auto

 moreover have QTrans: "Ψ ΨR !Q K(N) Q'" by fact
 with QTrans S (p xvec) * N have "Ψ ΨR !Q K((p N)) (p Q')" using distinctPerm p xvec * (!Q) (p xvec) * Q
 by(intro inputAlpha) auto
 with (Ψ, P, Q) Rel guarded P
 obtain P' S T where PTrans: "Ψ ΨR !P K((p N)) P'" and "(Ψ ΨR, P', T !P) Rel"
 and "(Ψ ΨR, (p Q'), S !Q) Rel" and "(Ψ ΨR, S, T) Rel"
 and suppT: "((supp T)::name set) supp P'" and suppS: "((supp S)::name set) supp(p Q')"
 by(drule_tac cSym) (auto dest: Der cExt)
 note Ψ ΨR ΨQ M K
 ultimately have "Ψ R !P τ (ν*(p xvec))((p R') P')"
 using PTrans FrR ΨQ = SBottom' (p xvec) * P AR * Ψ AR * R AR * M AR * P
 by(intro Comm2) (assumption | simp)+

 moreover from AR' * P AR' * Q AR' * N S xvec * AR' (p xvec) * AR' PTrans QTrans distinctPerm p have "AR' * P'" and "AR' * Q'"
 apply(drule_tac inputFreshChainDerivative)
 apply simp
 apply(subst pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst, symmetric, of _ _ p], simp)
 apply fastforce
 using QTrans AR' * N AR' * Q inputFreshChainDerivative by force
 from xvec * P (p xvec) * N PTrans distinctPerm p have "(p xvec) * (p P')"
 apply(drule_tac inputFreshChainDerivative)
 apply simp
 by(subst pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst, symmetric, of _ _ p], simp)+

 {
 from ΨR, P', T !P) Rel have "(p ΨR), (p P'), p (T !P)) Rel"
 by(rule Closed)
 with xvec * Ψ (p xvec) * Ψ xvec * P (p xvec) * P S have "(Ψ (p ΨR), p P', (p T) !P) Rel"
 by(simp add: eqvts)
 then have "((Ψ (p ΨR)) Ψ', p P', (p T) !P) Rel" by(rule cExt)
 with (p ΨR) Ψ' ΨR' have "(Ψ ΨR', (p P'), (p T) !P) Rel"
 by(metis Associativity StatEq compositionSym)
 with FrR' AR' * Ψ AR' * P' AR' * P xvec * AR' (p xvec) * AR' S distinctPerm p suppT
 have "(Ψ, R' (p P'), R' ((p T) !P)) Rel"
 apply(intro FrameParPres)
 apply(assumption | simp add: freshChainSimps)+
 by(auto simp add: fresh_star_def fresh_def)
 then have "(Ψ, R' (p P'), (R' (p T)) !P) Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
 with xvec * Ψ xvec * P have "(Ψ, (ν*xvec)(R' (p P')), ((ν*xvec)(R' (p T))) !P) Rel"
 by(metis ResPres psiFreshVec ScopeExt Trans)
 then have "(Ψ, (ν*(p xvec))((p R') P'), ((ν*xvec)(R' (p T))) !P) Rel"
 using (p xvec) * R' (p xvec) * (p P') S distinctPerm p
 apply(erule_tac rev_mp)
 by(subst resChainAlpha[of p]) auto
 moreover from (Ψ, P, Q) Rel guarded P guarded Q have "(Ψ, ((ν*xvec)(R' (p T))) !P, ((ν*xvec)(R' (p T))) !Q) Rel'"
 by(rule C1)
 moreover from ΨR, (p Q'), S !Q) Rel ΨR, S, T) Rel have "(Ψ ΨR, (p Q'), T !Q) Rel"
 by(blast intro: ParPres Trans)
 then have "(p ΨR), p p Q', p (T !Q)) Rel" by(rule Closed)
 with S xvec * Ψ (p xvec) * Ψ xvec * (!Q) (p xvec) * Q distinctPerm p
 have "(Ψ (p ΨR), Q', (p T) !Q) Rel" by(simp add: eqvts)
 then have "((Ψ (p ΨR)) Ψ', Q', (p T) !Q) Rel" by(rule cExt)
 with (p ΨR) Ψ' ΨR' have "(Ψ ΨR', Q', (p T) !Q) Rel"
 by(metis Associativity StatEq compositionSym)
 with FrR' AR' * Ψ AR' * P' AR' * Q' AR' * Q suppT suppS xvec * AR' (p xvec) * AR' S distinctPerm p
 have "(Ψ, R' Q', R' ((p T) !Q)) Rel"
 apply(intro FrameParPres)
 apply(assumption | simp)+
 apply(simp add: freshChainSimps)
 by(auto simp add: fresh_star_def fresh_def)
 then have "(Ψ, R' Q', (R' (p T)) !Q) Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
 with xvec * Ψ xvec * (!Q) have "(Ψ, (ν*xvec)(R' Q'), ((ν*xvec)(R' (p T))) !Q) Rel"
 by(metis ResPres psiFreshVec ScopeExt Trans)
 ultimately have "(Ψ, (ν*(p xvec))((p R') P'), (ν*xvec)(R' Q')) Rel'" by(blast intro: cSym Compose)
 }
 ultimately show ?case by blast
 next
 case(cBrMerge ΨQ M N R' AR ΨR Q' AQ)
 from extractFrame (!Q) = AQ, ΨQ have "AQ = []" and "ΨQ = SBottom'" by simp+
 have RTrans: "Ψ ΨQ R 🍋M(N) R'" and FrR: "extractFrame R = AR, ΨR" by fact+
 have QTrans: "Ψ ΨR !Q 🍋M(N) Q'" by fact
 with (Ψ, P, Q) Rel guarded P
 obtain P' S T where PTrans: "Ψ ΨR !P 🍋M(N) P'" and "(Ψ ΨR, P', T !P) Rel"
 and "(Ψ ΨR, Q', S !Q) Rel" and "(Ψ ΨR, S, T) Rel"
 and suppT: "((supp T)::name set) supp P'" and suppS: "((supp S)::name set) supp Q'"
 by(drule_tac cSym) (auto dest: Der intro: cExt)
 with RTrans QTrans FrR have "Ψ R !P 🍋M(N) (R' P')"
 using PTrans ΨQ = SBottom' AR * Ψ AR * R AR * M AR * P
 by(intro BrMerge) (assumption | simp)+

 moreover from AR * P AR * (!Q) AR * N PTrans QTrans
 have "AR * P'" and "AR * Q'" by(force dest: brinputFreshChainDerivative)+
 moreover with RTrans FrR distinct AR AR * R AR * N AR * Ψ AR * P AR * (!Q) AR * M
 obtain Ψ' AR' ΨR' where FrR': "extractFrame R' = AR', ΨR'" and "ΨR Ψ' ΨR'" and "AR' * Ψ"
 and "AR' * P'" and "AR' * Q'" and "AR' * P" and "AR' * Q"
 by(auto intro: expandFrame[where C="(Ψ, P, P', Q, Q')" and C'=Ψ])

 moreover
 {
 from ΨR, P', T !P) Rel have "((Ψ ΨR) Ψ', P', T !P) Rel" by(rule cExt)
 with ΨR Ψ' ΨR' have "(Ψ ΨR', P', T !P) Rel"
 by(metis Associativity StatEq compositionSym)
 with FrR' AR' * Ψ AR' * P' AR' * P suppT have "(Ψ, R' P', R' (T !P)) Rel"
 by(intro FrameParPres) (auto simp add: fresh_star_def fresh_def psi.supp)
 then have one: "(Ψ, R' P', (R' T) !P) Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
 from (Ψ, P, Q) Rel guarded P guarded Q have two: "(Ψ, (R' T) !P, (R' T) !Q) Rel'"
 by(rule C1)
 from ΨR, Q', S !Q) Rel ΨR, S, T) Rel have "(Ψ ΨR, Q', T !Q) Rel"
 by(blast intro: ParPres Trans)
 then have "((Ψ ΨR) Ψ', Q', T !Q) Rel" by(rule cExt)
 with ΨR Ψ' ΨR' have "(Ψ ΨR', Q', T !Q) Rel"
 by(metis Associativity StatEq compositionSym)
 with FrR' AR' * Ψ AR' * P' AR' * Q' AR' * Q suppT suppS have "(Ψ, R' Q', R' (T !Q)) Rel"
 by(intro FrameParPres) (auto simp add: fresh_star_def fresh_def psi.supp)
 then have three: "(Ψ, R' Q', (R' T) !Q) Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
 from one two three have "(Ψ, (R' P'), (R' Q')) Rel'" by(blast intro: cSym Compose)
 }
 ultimately show ?case by blast
 next
 case(cBrComm1 ΨQ M N R' AR ΨR xvec Q' AQ)
 from 🍋M(ν*xvec)N = α have "xvec=bn α"
 by(auto simp add: action.inject)
 from xvec = bn α bn α * P bn α * R
 have "xvec * P" and "xvec * R" by simp+

 from extractFrame (!Q) = AQ, ΨQ have "AQ = []" and "ΨQ = SBottom'" by simp+
 have RTrans: "Ψ ΨQ R 🍋M(N) R'" and FrR: "extractFrame R = AR, ΨR" by fact+
 moreover have QTrans: "Ψ ΨR !Q 🍋M(ν*xvec)N Q'" by fact
 from FrR xvec * R AR * xvec have "xvec * ΨR" by(force dest: extractFrameFreshChain)
 with QTrans (Ψ, P, Q) Rel xvec * Ψxvec * P xvec * (!Q) guarded P xvec * M
 obtain P' S T where PTrans: "Ψ ΨR !P 🍋M(ν*xvec)N P'" and "(Ψ ΨR, P', T !P) Rel"
 and "(Ψ ΨR, Q', S !Q) Rel" and "(Ψ ΨR, S, T) Rel"
 and suppT: "((supp T)::name set) supp P'" and suppS: "((supp S)::name set) supp Q'"
 apply(drule_tac cSym)
 by(metis Der bn α * Q xvec = bn α cBrComm1.hyps(30) cExt cSim.hyps(6) freshCompChain(1))

 ultimately have "Ψ R !P 🍋M(ν*xvec)N (R' P')"
 using PTrans ΨQ = SBottom' xvec * R AR * Ψ AR * R AR * M AR * P
 by(intro BrComm1) (assumption | simp)+

 moreover from AR * P AR * (!Q) AR * xvec PTrans QTrans xvec * M distinct xvec
 have "AR * P'" and "AR * Q'" by(force dest: broutputFreshChainDerivative)+
 moreover with RTrans FrR distinct AR AR * R AR * N AR * Ψ AR * P AR * (!Q) AR * M
 obtain Ψ' AR' ΨR' where FrR': "extractFrame R' = AR', ΨR'" and "ΨR Ψ' ΨR'" and "AR' * Ψ"
 and "AR' * P'" and "AR' * Q'" and "AR' * P" and "AR' * Q"
 by(auto intro: expandFrame[where C="(Ψ, P, P', Q, Q')" and C'=Ψ])

 moreover
 {
 from ΨR, P', T !P) Rel have "((Ψ ΨR) Ψ', P', T !P) Rel" by(rule cExt)
 with ΨR Ψ' ΨR' have "(Ψ ΨR', P', T !P) Rel"
 by(metis Associativity StatEq compositionSym)
 with FrR' AR' * Ψ AR' * P' AR' * P suppT have "(Ψ, R' P', R' (T !P)) Rel"
 by(intro FrameParPres) (auto simp add: fresh_star_def fresh_def psi.supp)
 then have one: "(Ψ, R' P', (R' T) !P) Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
 from (Ψ, P, Q) Rel guarded P guarded Q have two: "(Ψ, (R' T) !P, (R' T) !Q) Rel'"
 by(rule C1)
 from ΨR, Q', S !Q) Rel ΨR, S, T) Rel have "(Ψ ΨR, Q', T !Q) Rel"
 by(blast intro: ParPres Trans)
 then have "((Ψ ΨR) Ψ', Q', T !Q) Rel" by(rule cExt)
 with ΨR Ψ' ΨR' have "(Ψ ΨR', Q', T !Q) Rel"
 by(metis Associativity StatEq compositionSym)
 with FrR' AR' * Ψ AR' * P' AR' * Q' AR' * Q suppT suppS have "(Ψ, R' Q', R' (T !Q)) Rel"
 by(intro FrameParPres) (auto simp add: fresh_star_def fresh_def psi.supp)
 then have three: "(Ψ, R' Q', (R' T) !Q) Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
 from one two three have "(Ψ, (R' P'), (R' Q')) Rel'" by(blast intro: cSym Compose)
 }
 ultimately show ?case by blast
 next
 case(cBrComm2 ΨQ M xvec N R' AR ΨR Q' AQ)
 from 🍋M(ν*xvec)N = α have "xvec = bn α"
 by(auto simp add: action.inject)
 from xvec = bn α bn α * P bn α * R
 have "xvec * P" and "xvec * R" by simp+

 from extractFrame (!Q) = AQ, ΨQ have "AQ = []" and "ΨQ = SBottom'" by simp+
 have RTrans: "Ψ ΨQ R 🍋M(ν*xvec)N R'" and FrR: "extractFrame R = AR, ΨR" by fact+
 then obtain p Ψ' AR' ΨR' where S: "set p set xvec × set(p xvec)"
 and FrR': "extractFrame R' = AR', ΨR'" and "(p ΨR) Ψ' ΨR'" and "AR' * Ψ"
 and "AR' * N" and "AR' * M" and "AR' * R" and "AR' * R'" and "AR' * P" and "AR' * Q" and "(p xvec) * Ψ"
 and "(p xvec) * P" and "(p xvec) * Q" and "xvec * AR'" and "(p xvec) * AR'"
 and "distinctPerm p" and "(p xvec) * R" and "(p xvec) * R'" and "(p xvec) * N" and "(p xvec) * M"
 using distinct AR AR * R AR * M AR * xvec AR * N AR * Ψ AR * P AR * (!Q)
 xvec * Ψ xvec * P xvec * (!Q) xvec * R xvec * M distinct xvec
 by(auto intro: expandFrame[where C="(Ψ, P, R, Q, M)" and C'="(Ψ, P, R, Q, M)"])

 from RTrans S (p xvec) * N (p xvec) * R' have "Ψ ΨQ R 🍋M(ν*(p xvec))(p N) (p R')"
 apply(simp add: residualInject)
 by(subst boundOutputChainAlpha''[symmetric]) auto

 moreover have QTrans: "Ψ ΨR !Q 🍋M(N) Q'" by fact
 with QTrans S (p xvec) * N have "Ψ ΨR !Q 🍋M((p N)) (p Q')" using distinctPerm p xvec * (!Q) (p xvec) * Q
 by(intro brinputAlpha) auto
 with (Ψ, P, Q) Rel guarded P
 obtain P' S T where PTrans: "Ψ ΨR !P 🍋M((p N)) P'" and "(Ψ ΨR, P', T !P) Rel"
 and "(Ψ ΨR, (p Q'), S !Q) Rel" and "(Ψ ΨR, S, T) Rel"
 and suppT: "((supp T)::name set) supp P'" and suppS: "((supp S)::name set) supp(p Q')"
 by(drule_tac cSym) (auto dest: Der cExt)
 ultimately have "Ψ R !P 🍋M(ν*(p xvec))(p N) ((p R') P')"
 using PTrans FrR ΨQ = SBottom' (p xvec) * P AR * Ψ AR * R AR * M AR * P
 by(intro BrComm2) (assumption | simp)+
 then have "p R !P 🍋M(ν*(p xvec))(p N) ((p R') P'))" by simp
 with distinctPerm p have "(p Ψ) (p R) !(p P) 🍋(p M)(ν*xvec)N (R' (p P'))"
 by(simp add: eqvts)
 with S xvec * Ψ (p xvec) * Ψ xvec * R (p xvec) * R
 xvec * P (p xvec) * P xvec * M (p xvec) * M
 have "Ψ R !P 🍋M(ν*xvec)N (R' (p P'))"
 by simp

 moreover from AR' * P AR' * Q AR' * N S xvec * AR' (p xvec) * AR' PTrans QTrans distinctPerm p have "AR' * P'" and "AR' * Q'"
 apply(drule_tac brinputFreshChainDerivative, simp)
 apply(subst pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst, symmetric, of _ _ p], simp)
 apply force
 using QTrans AR' * N AR' * Q brinputFreshChainDerivative by force
 from xvec * P (p xvec) * N PTrans distinctPerm p have "(p xvec) * (p P')"
 apply(drule_tac brinputFreshChainDerivative, simp)
 apply(subst pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst, symmetric, of _ _ p], simp)
 by(subst pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst, symmetric, of _ _ p], simp)

 {
 from ΨR, P', T !P) Rel have "(p ΨR), (p P'), p (T !P)) Rel"
 by(rule Closed)
 with xvec * Ψ (p xvec) * Ψ xvec * P (p xvec) * P S have "(Ψ (p ΨR), p P', (p T) !P) Rel"
 by(simp add: eqvts)
 then have "((Ψ (p ΨR)) Ψ', p P', (p T) !P) Rel"
 by(rule cExt)
 with (p ΨR) Ψ' ΨR' have "(Ψ ΨR', (p P'), (p T) !P) Rel"
 by(metis Associativity StatEq compositionSym)
 with FrR' AR' * Ψ AR' * P' AR' * P xvec * AR' (p xvec) * AR' S distinctPerm p suppT
 have "(Ψ, R' (p P'), R' ((p T) !P)) Rel"
 apply(intro FrameParPres)
 apply(assumption | simp add: freshChainSimps)+
 by(auto simp add: fresh_star_def fresh_def)
 then have one: "(Ψ, R' (p P'), (R' (p T)) !P) Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
 from (Ψ, P, Q) Rel guarded P guarded Q have two: "(Ψ, (R' (p T)) !P, (R' (p T)) !Q) Rel'"
 by(rule C1)
 from ΨR, (p Q'), S !Q) Rel ΨR, S, T) Rel have "(Ψ ΨR, (p Q'), T !Q) Rel"
 by(blast intro: ParPres Trans)
 then have "(p ΨR), p p Q', p (T !Q)) Rel" by(rule Closed)
 with S xvec * Ψ (p xvec) * Ψ xvec * (!Q) (p xvec) * Q distinctPerm p
 have "(Ψ (p ΨR), Q', (p T) !Q) Rel" by(simp add: eqvts)
 then have "((Ψ (p ΨR)) Ψ', Q', (p T) !Q) Rel" by(rule cExt)
 with (p ΨR) Ψ' ΨR' have "(Ψ ΨR', Q', (p T) !Q) Rel"
 by(metis Associativity StatEq compositionSym)
 with FrR' AR' * Ψ AR' * P' AR' * Q' AR' * Q suppT suppS xvec * AR' (p xvec) * AR' S distinctPerm p
 have "(Ψ, R' Q', R' ((p T) !Q)) Rel"
 apply(intro FrameParPres)
 apply(assumption | simp)+
 apply(simp add: freshChainSimps)
 by(auto simp add: fresh_star_def fresh_def)
 then have three: "(Ψ, R' Q', (R' (p T)) !Q) Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
 from one two three have "(Ψ, (R' (p P')), (R' Q')) Rel'" by(blast intro: cSym Compose)
 }
 ultimately show ?case by blast
 qed
 

  relcomp_syntax

 

 

Messung V0.5 in Prozent
C=51 H=95 G=76

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Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung und die Messung sind noch experimentell.