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嵌入式系统设计时由于成本和功耗等方面的考虑而较少重视安全性，而一般采用的软件防御方式无法满足嵌入式系统在实时性和可靠性上的要求，缓冲区溢出作为最常见的软件安全漏洞对嵌入式系统安全构成严重威胁．文中构建了一种基于细粒度指令流监控（FIFM）的硬件防御机制，通过虚拟执行单元虚拟执行程序，在攻击发生之前检测攻击行为．实验结果表明FIFM能很好的防御典型的缓冲区溢出攻击，而且FIFM不需要修改程序，不破坏流水线完整性，对系统的性能影响小，本文的防护机制可以应用于其他嵌入式系统设计中以动态防御缓冲区溢出攻击．