論文の概要: PTSan: A Practical Memory Safety Sanitizer for C/C++ with Pointer-Object Authority

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.19246v1
• Date: Tue, 21 Jul 2026 16:16:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-22 19:05:05.487324
• Title: PTSan: A Practical Memory Safety Sanitizer for C/C++ with Pointer-Object Authority
• Title（参考訳）: PTSan:ポインタオブジェクトオーソリティを備えたC/C++のための実用的なメモリセーフティサニタイザ
• Abstract要約: PTSanはポインタベースのチェックを、各ポインタの高ビットとそのバウンダリを固定サイズの実行テーブルでオブジェクト識別子で実践する。 PTSanは、最も早く公開された位置ベースのサニタイザと同等に動作する。
• 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: Memory safety errors remain the dominant source of severe vulnerabilities in C and C++. Pointer-based sanitizers provide stronger guarantees than location-based tools such as LLVM's ASan, but their overhead and compatibility limitations have constrained production use. We present PTSan, an LLVM sanitizer that makes pointer-based checking practical by storing an object identifier in each pointer's high bits and its bounds in a fixed-size runtime table. This representation trades a finite live-object budget for low overhead, optimizer visibility, and commodity-hardware support. Because identity travels with the pointer value, ordinary LLVM dataflow propagates it without explicit per-pointer metadata instructions. Separating metadata lookup from check enforcement exposes both as LLVM IR, enabling check hoisting, elision, and merging, plus whole-function min-cut placement of compatibility tag strips. Intel Linear Address Masking eliminates the remaining strips in hardware when available. On stock hardware PTSan runs at parity with the fastest published location-based sanitizer: 57.2% geomean overhead on SPEC CPU 2017 on x86-64 (46.4% with Intel LAM), 54.7% on ARM64, and 31.5% (x86-64) on the application-shaped LLVM MultiSource suite. This is roughly a third of the published overhead percentage of prior systems with similar pointer-object authority guarantees, while preserving the inter-object, non-object, and temporal detection coverage measured by an independent memory safety test suite. Its physical-memory overhead is effectively native, a critical property for production deployment as memory costs become a first-order constraint. We also demonstrate practical overhead on real-world server and security workloads. These results show that PTSan brings practical pointer-based memory safety into a recompile-only sanitizer deployment model.
• Abstract（参考訳）: メモリ安全性のエラーは、CとC++の深刻な脆弱性の主要な原因である。 ポインタベースのサニタイザは、LLVMのASanのようなロケーションベースのツールよりも強力な保証を提供するが、そのオーバーヘッドと互換性の制限は本番使用を制限している。 我々は,各ポインタの高ビットとそのバウンダリを固定サイズの実行テーブルに格納することで,ポインタベースのチェックを実践するLLVMサニタイザであるPTSanを提案する。 この表現は、オーバーヘッドの少ない、最適化された可視性、コモディティ・ハードウエアのサポートのために、有限のライブオブジェクト予算を交換する。 アイデンティティはポインタ値とともに移動するため、通常のLLVMデータフローは、ポインター毎のメタデータを明示せずに伝播する。 チェック実行からのメタデータのルックアップはLLVM IRとして公開され、チェックホイスト、消去、マージが可能になり、互換性タグストリップの完全なミニカット配置が可能になる。 Intel Linear Address Maskingは、利用可能なハードウェアの残りのストリップを取り除く。 ストックハードウェアのPTSanは最速のロケーションベースサニタイザと同等に動作する: SPEC CPU 2017では57.2%、x86-64では46.4%、ARM64では54.7%、LLVM MultiSourceスイートでは31.5%(x86-64)である。 これは、独立メモリセーフティテストスイートによって測定されたオブジェクト間、非オブジェクト間、時間的検出カバレッジを保ちながら、同様のポインタオブジェクト権限を保証する以前のシステムのオーバヘッドパーセンテージのおよそ3分の1である。 物理メモリのオーバーヘッドは事実上ネイティブであり、メモリコストが1次制約になるにつれて、プロダクションデプロイメントにとって重要な特性である。 また、実世界のサーバとセキュリティのワークロードに対して、現実的なオーバーヘッドを示す。 これらの結果から,PTSanは再コンパイルのみのサニタイザ配置モデルに実用的なポインタベースのメモリ安全性をもたらすことが示された。

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