编译支持的多线程程序多变体执行方法

Compilation supported method of multi-threaded program running in MVX
朱鹏喆1,2
姚远1,2
刘子敬1
席睿成1
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

摘要

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。

出版信息

DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2022.10.0484
出版期卷: 《计算机应用研究》 印刷出版, 2023年第40卷 第5期
所属栏目: 信息安全技术
出版页码: 1504-1509,1514
文章编号: 1001-3695(2023)05-034-1504-06

发布历史

[2022-12-12] 优先出版
[2023-05-05] 印刷出版

引用本文

朱鹏喆, 姚远, 刘子敬, 等. 编译支持的多线程程序多变体执行方法 [J]. 计算机应用研究, 2023, 40 (5): 1504-1509,1514. (Zhu Pengzhe, Yao Yuan, Liu Zijing, et al. Compilation supported method of multi-threaded program running in MVX [J]. Application Research of Computers, 2023, 40 (5): 1504-1509,1514. )

关于期刊

  • 计算机应用研究 月刊
  • Application Research of Computers
  • 刊号 ISSN 1001-3695
    CN  51-1196/TP

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