[发明专利]一种数据流完整性检测方法、装置、设备及介质

说明书

本发明涉及一种数据流完整性检测方法、装置、设备及介质，其方法包括：接收用户输入的待检测源代码生成带有行号信息的原汇编文件；根据原汇编文件中的读指令和写指令，利用预设数据的EUI属性，定义为sdDFIx指令和ldDFIx指令；再对原汇编文件进行代码插桩，生成新汇编文件；利用原指令集架构，扩展执行编译后含有所述sdDFIx指令和ldDFIx指令的所述新汇编文件的所述新指令集架构；利用扩展后的所述新指令集架构，执行编译和链接后的所述新汇编文件，得出对待检查代码的检查结果；本发明的目的是解决现有技术中性能开销很大，不能更加高效地监测程序异常行为的缺陷，无法实现对程序运行时进行有效的保护的问题。

技术领域

本发明涉及计算机软件技术领域，尤其涉及一种数据流完整性检测方法、装置、设备及介质。

背景技术

C/C++语言编写的程序，会存在各种内存漏洞。内存漏洞是指程序员在软件编写的过程中，对内存的操作有时间或空间上的失误，产生使得程序可能做出违反程序本身设计的行为的安全问题。攻击者通常利用这些漏洞，修改内存数据，实施攻击，严重威胁计算机系统的运行时安全。

攻击者进行攻击的关键点是在程序运行时损坏内存数据，对其进行任意读写。目前主流的防御技术是数据流完整性DFI(Data Flow Integrity)保护，其可以在程序运行时保护内存数据，发现程序的异常行为，阻止此类攻击。它通过静态分析获取数据的合法写集合。之后其采用标签检查机制对程序进行运行时行为检测。具体地，DFI首先使用静态分析来生成数据流图(DFG)去表达变量的定义-使用关系，给每条内存写指令(store)分配唯一标签，进而得到数据合法的标签集合。之后，其采用代码插桩的方式对数据的内存读写指令进行指令插桩，得到可执行文件。在程序运行时，实时计算内存写指令(store)的标签；遇到内存读指令(load)时，进行标签检查，即检查最新一次写此数据的内存写指令(store)的标签值是否在静态分析得到的合法写集合中，若在，则继续执行；若不在，说明数据被非法损坏，产生异常行为，则终止程序执行。

目前，软件DFI给被检测程序的虚拟内存分为1GB，额外的1GB/2的内存分配给数据的标签RDT。每32bit分配16bit的标签，即每条store指令都会分配唯一的16bit的标签，每个数据也会分配一个16bit的标签。DFI执行会产生超过100％的性能开销以及50％的内存开销，使其不能在实践中应用。目前，采用硬件支持来简化和加速DFI。例如，现有技术采用硬件辅助的TMDFI为被检测程序的虚拟内存每64bit，分配8bit的标签，即每条store指令都会分配唯一的8bit的标签，每个数据也会分配一个8bit的标签。硬件辅助的TMDFI通过基于标签的方法执行DFI，性能开销为39％，内存开销为12.5％。硬件辅助的PIM-DFI和软件DFI一致，每32bit内存空间分配16bit的标签。硬件辅助的PIM-DFI也是一种引入硬件支持加速DFI的方案，其性能开销约为37％，内存开销为25％。同时，现有的RVDFI也是一种引入硬件支持来加速DFI的方案，其性能开销约为18％，内存开销为25％。性能开销来源于代码膨胀导致的缓存未命中和频繁的内存访问。现有的性能开销仍然很大，不能更加高效地监测程序异常行为，难以对程序运行时进行有效的保护。

发明内容

本发明提供一种数据流完整性检测方法、装置、设备及介质。用以解决现有技术中性能开销很大，不能更加高效地监测程序异常行为的缺陷，无法实现对程序运行时进行有效的保护的问题。

本发明提供一种数据流完整性检测方法，包括：

接收用户输入的待检测源代码，利用交叉编译器生成带有行号信息的原汇编文件；

根据所述原汇编文件中的读指令和写指令，利用预设数据的EUI属性，定义为sdDFIx指令和ldDFIx指令；

根据所述sdDFIx指令和ldDFIx指令对原汇编文件进行代码插桩，生成新汇编文件；