JIT-ROP攻击利用内存泄露漏洞,可攻破基于细粒度地址空间随机化的ROP防御方案。因此,相关研究提出了对程序执行上下文进行随机干扰的ROP防御方案。Isomeron通过对程序控制上下文进行随机干扰,可以以较高的概率阻止ROP攻击。但是,Isomeron在引入对控制上下文的随机干扰时,需要大量复杂的操作来保存和提取历史信息,其运行时开销过高。为了降低ROP防御方案的运行时开销,本文研究具有较低运行开销的程序上下文干扰方案,以防御ROP攻击。本文的主要研究工作包括：(1)分析了ROP攻击的防御方案,并重点剖析了JIT-ROP防御方案,总结了存在的开销问题。攻击者可以利用内存泄露漏洞实施JIT-ROP攻击,Isomeron通过对控制上下文进行随机干扰,可提高JIT-ROP攻击的实施难度。然而,在引入对控制上下文的随机性干扰时,需要加入一系列复杂的保存和恢复操作,导致运行时开销过大。因此,本文研究新的程序上下文干扰方案,以降低运行时开销。(2)设计了一个基于寄存器上下文干扰的ROP防御方案。通过分析、总结了实施ROP攻击对寄存器使用的需求特征,选择寄存器上下文作为被干扰的对象。由于程序普遍遵从ABI约定,寄存器上下文的干扰操作只需在指定位置插入少量的指令,因而运行开销不大。为实现寄存器上下文干扰,根据寄存器的用法对其进行了分类,并制定了低开销的干扰规则。(3)在DynamoRIO的基础上,实现了一个所提方案的原型工具,并设计了多方面的实验,分别评估了方案的使用范围广泛性、有效性和运行效率。实验结果表明,本方案不仅能有效抵御ROP攻击,而且运行开销较小。