控制流劫持常被用于系统攻击。内核拥有更高的权限,因而内核层的控制流劫持攻击更具威胁性,破坏性更大。保护控制流完整性是防御控制流劫持攻击的常用方案。然而,现有的许多内核级控制流完整性保护方案,使用软件插桩技术,在内核的间接转移指令前插入验证程序。内核程序运行期间,在执行间接转移指令前,对间接转移指令的目标地址进行合法性验证。这种方式,当验证操作较多时,会引入较大的性能开销。因此,本文研究基于硬件的内核控制流完整性保护方案。利用硬件机制,在有效保护内核控制流完整性的同时,降低运行时的性能开销。本文的主要工作包括:（1）分析和总结了现有的内核控制流完整性保护方案。现有的内核控制流完整性保护方案普遍存在性能开销较高的问题。导致这一问题的原因在于,现有的保护方案通常使用软件插桩技术,会进行频繁的验证操作,引入了较大的性能损耗。因此,本文研究硬件技术支持的保护方案,以降低内核控制流完整性保护的性能开销。（2）研究、设计了一种基于硬件的内核控制流完整性保护方案,利用LBR（Last Brance Recording）机制、PMU（Performance Monitor Unit）机制和硬件虚拟化机制,实现对内核控制流完整性的保护,降低了运行时的性能开销。利用LBR机制,在处理器执行指令期间记录间接转移信息,过滤无关的转移指令;利用PMU机制,将多条间接转移指令作为触发事件,减少陷入、实施验证的次数;利用硬件虚拟化技术实现VMM（Virtual Machine Monitor）,在VMM中实施安全的控制流完整性验证。（3）基于所研究内核保护方案,实现了一个原型系统。为了对原型系统进行有效性分析和性能分析,设计了一系列的相关实验。实验结果表明,所设计的保护方案能够有效地保护内核控制流完整性,且性能开销较小。