[发明专利]一种基于LLVM的抵御控制流劫持的系统和方法

权利要求书

1.一种基于LLVM的抵御控制流劫持的系统，其特征在于，包括：

函数随机化装置：用于缓解控制流攻击，具体是在LLVM将源文件编译成IR层代码后，识别出函数的信息，将识别出函数的信息保存到函数数组，然后基于随机生成的随机因子，重复function级数组长度次后得到新的function级数组，并将新的function级数组的内容插入IR层代码中；

函数内部控制流限制装置：用于防御控制流攻击，具体是遍历源码寻找会编译成间接跳转指令、间接函数调用指令和返回指令的IR指令，或者识别函数的头部位置后；插入不同的指令；

函数内部控制流限制装置包括：

IR层代码识别模块：在LLVM将源代码便以为IR层代码后，IR层代码识别模块遍历源码，寻找会编译成间接跳转指令、间接函数调用指令和返回指令的IR指令，并通过指针做标记，调用IR层代码插入模块；

IR层函数识别模块：识别函数的头部位置，调用IR层代码插入模块；

IR层代码插入模块：本模块在IR层代码识别模块和IR层函数识别模块调用会产生不同的工作方式；IR层函数识别模块调用后，本模块会插入3条指令，分别是生成变量1存储函数返回地址，生成变量2存储栈帧值，生成变量3存储变量1和变量2的异或值；在IR层代码识别模块调用后，本模块会插入如下指令，分别是生成变量4存储函数返回地址，生成变量5存储栈帧值，生成变量6存储变量5和变量4的异或值，生成变量7存储变量3和变量6的比较结果，生成条件判断根据变量7结果跳转到不相等判断位置和相等判断位置，生成结果不相等判断所需执行指令，将相等判断指向原有标记位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于LLVM的抵御控制流劫持的系统，其特征在于，函数随机化装置包括：

函数识别保存模块：在LLVM将源文件编译成IR层代码后，由函数识别保存模块识别出函数的信息，将其保存到函数数组中；其中函数识别可从module入手，在其中使用function级变量遍历函数；函数保存则将遍历到的函数指针存入function级的数组中；在函数识别中需将在外部定义的函数去除，识别方式为识别是否有函数体，若没有则为外部函数；

函数置乱模块：在函数识别保存模块后，使用rand函数生成随机数做随机因子；重复function级数组长度次，根据其模以function级数组长度，将其值所对应位置与当前次数所对应的位置的数组内容交换，最终得到新的function级数组；

函数删除模块：将IR层代码中的所有非外部函数删除，删除时可以使用系统提供的eraseFromParent方法；

函数插入模块：将新的function级数组的内容插入IR层代码中，插入时可以使用系统提供的replaceAllUsesWith方法。

3.一种基于LLVM的抵御控制流劫持方法，其特征在于，包括：

函数随机化步骤：用于缓解控制流攻击，具体是在LLVM将源文件编译成IR层代码后，识别出函数的信息，将识别出函数的信息保存到函数数组，然后基于随机生成的随机因子，重复function级数组长度次后得到新的function级数组，并将新的function级数组的内容插入IR层代码中；

函数内部控制流限制步骤：用于防御控制流攻击，具体是遍历源码寻找会编译成间接跳转指令、间接函数调用指令和返回指令的IR指令，或者识别函数的头部位置后；插入不同的指令。