Fugu-MT 論文翻訳(概要): Byte-level Object Bounds Protection

論文の概要: Byte-level Object Bounds Protection

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.20347v1
Date: Fri, 20 Mar 2026 11:51:18 GMT
ステータス: 翻訳完了
システム内更新日: 2026-03-24 19:11:38.856681
Title: Byte-level Object Bounds Protection
Title（参考訳）: バイトレベルのオブジェクト境界保護
Authors: Piyus Kedia,
Abstract要約: PRISMは、これらの制約をなくす、正確なゼロルックアップオブジェクトバウンドスキームである。 PRISM は算術平均 CPU オーバーヘッドを 46.1% で32バイトの q-padding で達成している。並列性の高い実世界のワークロードでは、PRISMは11.1%のスループットしか低下しない完全に飽和したApache Webサーバを確保する。
参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: Low-level C programs remain highly vulnerable to out-of-bounds memory corruption. State-of-the-art precise defenses either introduce severe runtime overhead due to metadata memory lookups, or break standard C semantics by disallowing partial structs or the creation of an object's end address (EA), a legal operation ubiquitous in real-world C code. Conversely, practical alignment-based solutions achieve efficiency only by relaxing protected bounds. We present PRISM, a precise, zero-lookup object-bounds scheme that eliminates these restrictions. PRISM compresses a 47-bit EA into the 17-bit unused tag area of a 64-bit pointer. By enforcing the invariant that a statically known starting address (KSA) cannot exceed the EA, PRISM completely eliminates the need for costly metadata memory fetches in nearly all bounds checks, while strictly retaining precise object bounds. Our invariant also simplifies the lower-bound checks in existing alignment-based solutions, thus improving their performance. To achieve high throughput, PRISM introduces q-padding, an optimization that safely removes bounds checks for constant-offset accesses (such as struct fields) while maintaining precise, byte-level protection for the variable-indexed accesses primarily exploited by attackers. Evaluated on SPEC 2017, PRISM achieves an arithmetic mean CPU overhead of 46.1\% with a 32-byte q-padding (dropping to 31.3\% in a 32-bit address space). On highly concurrent, real-world workloads, PRISM secures a fully saturated Apache web server with only an 11.1\% throughput reduction, demonstrating its readiness for production deployment. Furthermore, PRISM successfully detected an out-of-bounds violation in \texttt{gcc} that prior tools missed due to their lack of support for partial structs.
Abstract（参考訳）: 低レベルのCプログラムは、アウトオブバウンドメモリの破損に対して非常に脆弱である。最先端の正確な防御は、メタデータメモリのルックアップによる厳しいランタイムオーバーヘッドや、部分的な構造体を無効にしたり、オブジェクトの終端アドレス(EA)を作成することで標準のCセマンティクスを壊すかのどちらかである。逆に、現実的なアライメントに基づく解は、保護された境界を緩和することによってのみ効率を達成する。 PRISMは、これらの制約をなくす、正確なゼロルックアップオブジェクトバウンドスキームである。 PRISMは47ビットEAを64ビットポインタの17ビット未使用タグ領域に圧縮する。静的に知られたスタートアドレス(KSA)がEAを超えることができない不変性を強制することにより、PRISMは、正確なオブジェクト境界を厳密に保持しつつ、ほぼすべての境界チェックでコストのかかるメタデータメモリフェッチの必要性を完全に排除する。私たちの不変性は、既存のアライメントベースのソリューションの低いバウンドチェックを単純化し、パフォーマンスを改善します。高いスループットを達成するため、PRISMはq-paddingを導入し、これは定数オフセットアクセス(構造体フィールドなど)のバウンドチェックを安全に除去すると同時に、主に攻撃者が悪用した可変インデックスアクセスに対するバイトレベル保護を正確に維持する最適化である。 SPEC 2017 で評価された PRISM は、演算平均 CPU オーバーヘッドが 46.1 % で、32 バイトの q-パディング(32 ビットアドレス空間では 31.3 % に低下)である。並列性の高い実世界のワークロードにおいて、PRISMは11.1\%のスループットで完全に飽和したApache Webサーバを確保する。さらに PRISM は \texttt{gcc} でアウトオブバウンド違反を検出した。

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