基于控制流数据保护的缓冲区溢出防御方法

根据栈缓冲区溢出的基本原理,介绍了三种缓冲区溢出攻击的基本模式,分析了现有的动态防御方法所存在的优缺点。以此为基础,提出了一种基于控制流相关数据保护的栈缓冲区溢出动态防御方法,引入了加密机制,有效地防御攻击者对保护数据的篡改。设计并实现了针对目标文件为对象的二进制文件重构工具,通过理论分析和实验表明该方法能够极大概率防御各种缓冲区溢出攻击。     

Design of Central Management ＆ Control Unit for Onboard High-Speed Data Handling System

The Main Optical Telescope （MOT） is an important payload of the Space Solar Telescope （SST） with various instruments and observation modes. Its real-time data handling and management and control tasks are arduous. Based on the advanced techniques of foreign countries, an improved structure of onboard data handling systems feasible for SST, is proposed. This article concentrated on the development of a Central Management ＆ Control Unit （MCU） based on FPGA and DSP. Through reconfigurating the FPGA and DSP programs, the prototype could perform different tasks. Thus the inheritability of the whole system is improved. The completed dual-channel prototype proves that the system meets all requirements of the MOT. Its high reliability and safety features also meet the requirements under harsh conditions such as mine detection.     

Design of Central Management & Control Unit for Onboard High-Speed Data Handling System

The Main Optical Telescope (MOT) is an important payload of the Space Solar Telescope (SST) with various instruments and observation modes. Its real-time data handling and management and control tasks are arduous. Based on the advanced techniques of foreign countries, an improved structure of onboard data handling systems feasible for SST, is proposed. This article concentrated on the development of a Central Management & Control Unit (MCU) based on FPGA and DSP. Through reconfigurating the FPGA and DSP programs, the prototype could perform different tasks.Thus the inheritability of the whole system is improved. The completed dual-channel prototype proves that the system meets all requirements of the MOT. Its high reliability and safety features also meet the requirements under harsh conditions such as mine detection.     

基于指针时空分析的软件异常可利用性判定*

软件异常的可利用性是评估漏洞威胁等级的重要指标。针对目前二进制程序异常可利用性判定方法存在检测模式少、分析深度和精度不足、准确率低问题,通过分析多重指针的时空局部有效性,利用独立可控数据的内存布局构造从异常指令到跳转指令的指针引用路径,能够快速收敛搜索域,提高控制流劫持成功率和判定准确率。实验结果表明,该方法适用于栈溢出、堆溢出、整型溢出导致覆盖返回地址、函数指针等模式,具有较高准确率和较小性能开销。     

基于交叉控制流混淆技术的编译方法

为了保护软件知识产权,阻止逆向工程和静态分析,研究内置迷惑技术的编译器.提出交叉控制流的代码迷惑技术以及应用这种技术的编译实现方案.给出if语句和while循环语句控制流交叉原理,产生多入口多出口控制块,使代码控制流复杂化.同时把被保护代码块放置于交叉控制块间,以达到隐蔽真实控制流的目的,因而能有效阻止自动反编译并增强软件分析的难度.由于源代码级不可形成控制交叉,给出内置此功能的兼容编译实现方法,使得程序员书写的代码简单而安全.经仿真和分析,提出的技术对代码具有很好的保护效果,编译后的目标指令有略微增加,而运行效率几乎不受影响.     

一种基于操作请求图的Web服务入侵检测方法

为了解决松散耦合性导致的Web服务易遭受攻击的问题,提出一种针对Web服务调用的异常检测方法.通过对BPEL文件的控制流程图进行分析,提取出服务编排中涉及的所有服务操作,以结构性活动为逻辑关系,以操作间传递的参数为有向边权值构造操作请求图,将该操作请求图作为异常检测模型的"活动简档",对于不符合异常检测模型的行为判定为入侵.这种方法约束用户按照BPEL的编排执行业务流程,从而保证了Web服务调用的安全性.     

基于数据流和控制流验证的工作流模式进化

模式进化是工作流管理系统的一个主要特点之一．以缺乏正确性分析的工作流模式进化为例，指出进化后的模式会存在着数据流冲突或控制流结构错误，并以Aalst提出的工作流网的建模方法为形式化描述，对工作流管理系统中增加变迁的工作流模式进化进行了分析，提出了无数据流冲突的模式进化算法，及进化时保证控制流结构正确性的进化插入规则，并给出了相关的正确性验证，     

采用基本块规约的控制流检测性能优化方法

控制流检测是抵御单粒子事件的有效手段之一.目前的主流方法是采用嵌入式签名技术, 但是该技术引入的检测指令过多, 导致程序效率低下. 本文使用基本块规约的技术, 在原基本块的基础上, 选择合适的约束量重新划分基本块, 减少引入的检测指令. 与8个常见算法的性能比较表明, 该方法在软错误检测覆盖率基本不变的前提下,能有效提高目标程序效率.     

ARM指针认证机制研究综述

内存错误漏洞是以不安全语言编写软件系统中安全性和可靠性问题的主要原因。这些漏洞常被用来将代码执行重定向到攻击者控制的位置。诸如代码复用攻击这样的内存错误漏洞利用的流行促使主要处理器制造商设计基于硬件的防御机制。一个例子是ARMv8.3中引入的指针认证(PAuth)机制。PAuth使用签名密钥和指针上下文信息对指针进行签名, 上下文信息是缩小保护范围和开发不同类型安全机制的关键元素。通过使用轻量级分组密码算法QARMA64并将指针认证码(PAC)存储在指针未使用位中, PAuth可以较小的性能和存储开销检查指针的完整性。当前一些研究使用PAuth降低内存安全机制的性能开销, 还有一些研究基于PAuth提高控制流完整性的保护精度。虽然PAuth受到越来越多的关注, 但它仍然遭受暴力攻击和PAC伪造攻击。因此, 很有必要对当前基于PAuth的安全应用进行总结, 并分析其存在的问题。本文首先介绍内存错误漏洞利用的相关背景和相应的保护机制。然后, 我们详细介绍了PAuth机制的详细信息, 包括硬件支持、加密算法和密码密钥管理, 及其潜在的安全问题。然后, 我们总结了当前基于PAuth的内存安全和控制流完整性的研究, 特别是指针上下文的选择方法。最后, 基于我们的调查, 讨论和展望ARM PAuth未来可能的研究方向。未来的研究方向可能包括以下几个方面: PAuth密钥管理和上下文选择、针对推测攻击的防御, 以及PAuth与其他ARM安全机制的结合使用。     

An Applicative Control-Flow Graph Based on Huet's Zipper

We are using ML to build a compiler that does low-level optimization. To support optimizations in classic imperative style, we built a control-flow graph using mutable pointers and other mutable state in the nodes. This decision proved unfortunate: the mutable flow graph was big and complex, and it led to many bugs. We have replaced it by a smaller, simpler, applicative flow graph based on Huet's [Huet, Gérard, 1997. The Zipper. Journal of Functional Programming, 7(5):549–554. Functional Pearl] zipper. The new flow graph is a success; this paper presents its design and shows how it leads to a gratifyingly simple implementation of the dataflow framework developed by [Lerner, Sorin, David Grove, and Craig Chambers. 2002. Composing dataflow analyses and transformations. Conference Record of the 29th Annual ACM Symposium on Principles of Programming Languages, in SIGPLAN Notices, 31(1):270–282].