控制流完整性(Control-Flow Integrity,CFI)保护是一种针对控制流劫持攻击的有效方法之一,该类方法利用控制流图(Control-Flow Graph,CFG)检查控制流的合法性。对于常见的二进制程序,传统工作主要采用上下文不敏感的CFI方法降低运行时开销。然而,上下文不敏感的CFI方法不能生成足够精确的CFG,使得某些被精心设计的攻击能够乘虚而入。此外,现有的部分上下文敏感的CFI保护由于采用了一些上下文不敏感的规则,导致生成的CFG仍包含一些不合法的控制流边,易被攻击者利用。针对二进制程序的完全上下文敏感的控制流完整性保护系统(Fully Context-Sensitive CFI,FCCFI)提供了一种新的控制流检查方法:将执行路径作为一个整体来检查控制流的合法性。FCCFI分别运行于线下分析阶段和运行时阶段。在线下分析阶段,FCCFI通过模拟执行收集执行路径的控制流信息,并以哈希的形式保存于数据库文件中,并利用反汇编技术收集二进制文件的基本块信息;在运行时阶段,通过硬件特性跟踪执行路径,并收集进程跟踪信息,然后通过比较线下分析阶段得到的控制流信息和运行时阶段得到的进程跟踪信息来检查控制流的合法性。FCCFI基于Linux系统实现,并分别从安全性和性能两个方面进行了测试。在安全性方面,FCCFI能够防御大部分常见的控制流劫持攻击,也可防御一些新型的攻击方式。在性能方面,FCCFI系统的分析时间主要集中于线下分析阶段的模拟执行过程。并且,在运行时阶段,FCCFI只引入了较低的运行时开销,在延迟检查和即时检查两种模式下的运行时开销平均分别为1.5%和6.5%。