論文の概要: Resolving Availability and Run-time Integrity Conflicts in Real-Time Embedded Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.14088v1
- Date: Tue, 18 Nov 2025 03:16:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-19 16:23:52.904469
- Title: Resolving Availability and Run-time Integrity Conflicts in Real-Time Embedded Systems
- Title（参考訳）: リアルタイム組込みシステムにおける可用性と実行時整合性紛争の解決
- Authors: Adam Caulfield, Muhammad Wasif Kamran, N. Asokan,
- Abstract要約: PAIRは、実行時の整合性違反のためにリアルタイムタスクを監視し、継続するのに安全なすべてのタスクのアベイラビリティー・リージョン(AR)を維持する。
ハードウェアアプローチでは、PAIRは実行中のタスクに実行時のオーバーヘッドを生じさせず、リアルタイムオペレーティングシステム(RTOS)と統合し、メモリとハードウェア使用量の+2.3%のオーバーヘッドを発生させることで、ローエンドのマイクロコントローラユニット(MCU)に安価である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.829082181692876
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Run-time integrity enforcement in real-time systems presents a fundamental conflict with availability. Existing approaches in real- time systems primarily focus on minimizing the execution-time overhead of monitoring. After a violation is detected, prior works face a trade-off: (1) prioritize availability and allow a compromised system to continue to ensure applications meet their deadlines, or (2) prioritize security by generating a fault to abort all execution. In this work, we propose PAIR, an approach that offers a middle ground between the stark extremes of this trade-off. PAIR monitors real-time tasks for run-time integrity violations and maintains an Availability Region (AR) of all tasks that are safe to continue. When a task causes a violation, PAIR triggers a non-maskable interrupt to kill the task and continue executing a non-violating task within AR. Thus, PAIR ensures only violating tasks are prevented from execution, while granting availability to remaining tasks. With its hardware approach, PAIR does not cause any run-time overhead to the executing tasks, integrates with real-time operating systems (RTOSs), and is affordable to low-end microcontroller units (MCUs) by incurring +2.3% overhead in memory and hardware usage.
- Abstract（参考訳）: リアルタイムシステムにおける実行時の整合性強化は、可用性と根本的な矛盾を生じさせる。
リアルタイムシステムにおける既存のアプローチは主に、監視の実行時間オーバーヘッドを最小限にすることに焦点を当てている。
違反が検出された後、先行作業はトレードオフに直面します。(1)可用性を優先し、妥協したシステムがアプリケーションの期限を満たし続けることを許可する、(2)すべての実行を中止する障害を発生させることでセキュリティを優先する。
本研究では,このトレードオフの極端を中核とするアプローチであるPAIRを提案する。
PAIRは、実行時の整合性違反のためにリアルタイムタスクを監視し、継続するのに安全なすべてのタスクのアベイラビリティー・リージョン(AR)を維持する。
タスクが違反を起こすと、PAIRはタスクを終了させ、AR内で非違反タスクの実行を継続するために非マスク可能な割り込みをトリガーする。
したがって、PAIRは、残るタスクに可用性を付与しながら、違反するタスクだけが実行されないようにする。
ハードウェアアプローチでは、PAIRは実行中のタスクに実行時のオーバーヘッドを生じさせず、リアルタイムオペレーティングシステム(RTOS)と統合し、メモリとハードウェア使用量の+2.3%のオーバーヘッドを発生させることで、ローエンドのマイクロコントローラユニット(MCU)に安価である。
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