计算机应用研究

作者：朱鹏喆,姚远,刘子敬,席睿成,

单位：1.信息工程大学网络与空间安全学院,郑州450001；2.网络通信与安全紫金山实验室,南京211100；

关键词：主动防御,编译器,多变体执行,

多变体执行（multi-variant execution，MVX）是目前最流行的主动防御技术之一。理想情况下，当未受到攻击时，多变体执行架构提供正常的程序功能。但不幸的是，当多线程程序在多变体执行架构下运行时，由于各个程序变体中共享资源操作的线程执行顺序不一致，不同变体将会产生状态不一致，从而产生攻击误报，该问题导致了多线程程序难以以多变体执行方式运行。基于多变体执行环境，提出了一种编译支持的多线程程序对共享资源操作的同步编译模型，该模型以共享资源操作为同步点，分析确定多线程程序中对共享资源的操作时机和操作方式，保证各程序变体在运行时多线程对共享资源操作的一致性，从而消除了由此而引起的攻击误报。以LLVM 12.0编译框架为基础，设计实现了基于该同步编译模型的原型系统，并对该原型系统进行了仿真实验测试。实验结果显示，经过原型系统处理的多线程程序在多变体执行架构中的误报率显著降低，表明该同步编译模型作为一种通用性的方法，可有效消除多线程程序在多变体执行架构下运行时的攻击误报，提高了多变体执行的可用性。

来源：2023年第5期

《计算机应用研究》期刊编辑部

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