論文の概要: Dynamic Vulnerability Patching for Heterogeneous Embedded Systems Using Stack Frame Reconstruction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.10213v1
• Date: Fri, 12 Sep 2025 13:00:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-15 16:03:08.092572
• Title: Dynamic Vulnerability Patching for Heterogeneous Embedded Systems Using Stack Frame Reconstruction
• Title（参考訳）: スタックフレーム再構成を用いた不均一組込みシステムの動的脆弱性パッチング
• Authors: Ming Zhou, Xupu Hu, Zhihao Wang, Haining Wang, Hui Wen, Limin Sun, Peng Zhang,
• Abstract要約: 既存の動的脆弱性パッチ技術は組み込みデバイスには適していない。 スタックフレーム再構築に基づくパッチ開発を容易にするStackPatchというホットパッチフレームワークを提案する。 ARM、RISC-V、Xtensaの3つの主要なマイクロコントローラ(MCU)アーキテクチャを備えた組み込みデバイス上でStackPatchをテストしました。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.905694063940425
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Existing dynamic vulnerability patching techniques are not well-suited for embedded devices, especially mission-critical ones such as medical equipment, as they have limited computational power and memory but uninterrupted service requirements. Those devices often lack sufficient idle memory for dynamic patching, and the diverse architectures of embedded systems further complicate the creation of patch triggers that are compatible across various system kernels and hardware platforms. To address these challenges, we propose a hot patching framework called StackPatch that facilitates patch development based on stack frame reconstruction. StackPatch introduces different triggering strategies to update programs stored in memory units. We leverage the exception-handling mechanisms commonly available in embedded processors to enhance StackPatch's adaptability across different processor architectures for control flow redirection. We evaluated StackPatch on embedded devices featuring three major microcontroller (MCU) architectures: ARM, RISC-V, and Xtensa. In the experiments, we used StackPatch to successfully fix 102 publicly disclosed vulnerabilities in real-time operating systems (RTOS). We applied patching to medical devices, soft programmable logic controllers (PLCs), and network services, with StackPatch consistently completing each vulnerability remediation in less than 260 MCU clock cycles.
• Abstract（参考訳）: 既存の動的脆弱性パッチ技術は、組み込みデバイス、特に医療機器のようなミッションクリティカルな機器には適していない。 これらのデバイスは動的パッチのための十分なアイドルメモリを欠いていることが多く、組み込みシステムの多様なアーキテクチャは、様々なシステムカーネルやハードウェアプラットフォーム間で互換性のあるパッチトリガの作成をさらに複雑にする。 これらの課題に対処するため,スタックフレームの再構築に基づくパッチ開発を容易にするStackPatchというホットパッチフレームワークを提案する。 StackPatchは、メモリユニットに格納されたプログラムを更新するためのさまざまなトリガー戦略を導入している。 組込みプロセッサで一般的な例外処理機構を活用して、制御フローのリダイレクトのために異なるプロセッサアーキテクチャ間でStackPatchの適応性を向上させる。 ARM,RISC-V,Xtensaの3つのMCUアーキテクチャを備えた組み込みデバイス上でStackPatchを評価した。 実験では、StackPatchを使用して、リアルタイムオペレーティングシステム(RTOS)の102の公開脆弱性の修正に成功した。 医療機器、PLC(Soft Programmable logic controller)、ネットワークサービスにパッチを適用しました。

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