論文の概要: Constraint-based Diversification of JOP Gadgets
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.09934v1
- Date: Thu, 18 Nov 2021 20:13:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-11-22 15:55:31.082163
- Title: Constraint-based Diversification of JOP Gadgets
- Title（参考訳）: 制約に基づくJOPガジェットの多様化
- Authors: Rodothea Myrsini Tsoupidi, Roberto Casta\~neda Lozano, Benoit Baudry
- Abstract要約: 本稿では,ソフトウェア多様化に対する制約に基づくアプローチであるDiversity by Construction (DivCon)を紹介する。
重要なイネーブルは、Large Neighborhood Search (LNS)を使用して、高度に多様なコードを生成することである。
セキュリティ研究者やソフトウェアエンジニアにとって、DivConは、コンパイラベースの多様化の範囲をパフォーマンスクリティカルでリソース制約のあるアプリケーションにまで広げている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.836505845931204
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Modern software deployment process produces software that is uniform and
hence vulnerable to large-scale code-reuse attacks, such as Jump-Oriented
Programming (JOP) attacks. Compiler-based diversification improves the
resilience of software systems by automatically generating different assembly
code versions of a given program. Existing techniques are efficient but do not
have a precise control over the quality of the generated variants. This paper
introduces Diversity by Construction (DivCon), a constraint-based approach to
software diversification. Unlike previous approaches, DivCon allows users to
control and adjust the conflicting goals of diversity and code quality. A key
enabler is the use of Large Neighborhood Search (LNS) to generate highly
diverse code efficiently. For larger problems, we propose a combination of LNS
with a structural decomposition of the problem. To further improve the
diversification efficiency of DivCon against JOP attacks, we propose an
application-specific distance measure tailored to the characteristics of JOP
attacks. We evaluate DivCon with 20 functions from a popular benchmark suite
for embedded systems. These experiments show that the combination of LNS and
our application-specific distance measure generates binary programs that are
highly resilient against JOP attacks. Our results confirm that there is a
trade-off between the quality of each assembly code version and the diversity
of the entire pool of versions. In particular, the experiments show that DivCon
generates near-optimal binary programs that share a small number of gadgets.
For constraint programming researchers and practitioners, this paper
demonstrates that LNS is a valuable technique for finding diverse solutions.
For security researchers and software engineers, DivCon extends the scope of
compiler-based diversification to performance-critical and resource-constrained
applications.
- Abstract（参考訳）: 現代のソフトウェアデプロイメントプロセスは均一で、ジャンプ指向プログラミング(jop)攻撃のような大規模なコード再利用攻撃に対して脆弱なソフトウェアを生成する。
コンパイラベースの多様化は、あるプログラムの異なるアセンブリコードバージョンを自動的に生成することで、ソフトウェアシステムのレジリエンスを向上させる。
既存の技術は効率的だが、生成された派生品の品質を正確に制御できない。
本稿では,ソフトウェア多様化のための制約ベースアプローチであるdiversity by construction (divcon)を提案する。
従来のアプローチとは異なり、DivConでは、多様性とコード品質の相反する目標を制御および調整することができる。
重要なイネーブルは、Large Neighborhood Search (LNS)を使用して、高度に多様なコードを生成することである。
より大規模な問題に対して,LNSと構造的分解の組合せを提案する。
jop攻撃に対するdivconの多様化効率をさらに高めるため,jop攻撃の特徴に合わせたアプリケーション固有の距離測定法を提案する。
組込みシステムのベンチマークスイートから20関数のDivConを評価する。
これらの実験により、LNSとアプリケーション固有の距離測定の組み合わせは、JOP攻撃に対して高い耐性を持つバイナリプログラムを生成することがわかった。
結果から,各アセンブリコードバージョンの品質とバージョンプール全体の多様性との間にはトレードオフがあることが確認された。
特に実験の結果、DivConは少数のガジェットを共有できる準最適バイナリプログラムを生成することがわかった。
制約プログラミングの研究者や実践者にとって,LSNは多様な解を見つける上で貴重な手法であることを示す。
セキュリティ研究者やソフトウェアエンジニアにとって、DivConは、コンパイラベースの多様化の範囲をパフォーマンスクリティカルでリソース制約のあるアプリケーションにまで広げている。
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