物联网设备和桌面平台是形成信息物理系统网络的基础。安全问题是物联网及信息物理系统网络面临的一个挑战,也是工业界关注的热点问题之一。本文针对当前无线网络设备大多采用ARM架构的微处理器和操作系统的现状,围绕ARM架构的安全性问题展开研究。缓冲区溢出漏洞是ARM平台上最常见的软件漏洞,广泛分布于各种操作系统中。攻击者利用软件程序运行时产生的缓冲区溢出漏洞,发起控制流劫持攻击,将程序的执行流程转移到由攻击者控制的代码,可以获得对操作系统的控制权,进而执行恶意操作。本文重点研究ARM架构处理器的控制流劫持攻击方法及其实现,从而为及早防控这类可能的无线网络攻击,以及开发应对的防御方法提供依据。首先,在基于ARM架构处理器的操作系统上实现了运行时入侵防御评估器,称为RIPE-ARM。其中集成了 850种常见的控制流劫持攻击,可以用来评估操作系统上部署的防御机制的防御能力。第二,利用QEMU虚拟机搭建基于ARM架构处理器的Raspberry pi平台,模拟无线网络微处理器等ARM架构的设备上应用程序的运行环境。并且,通过RIPE-ARM评估了该平台对于控制流劫持攻击的防御能力。结果发现,存在十种控制流劫持攻击,是该平台上现有的防御机制都无法防御的。第三,分析了基于Intel架构的跳转导向编程（JOP）攻击技术,并从ARM架构的特异性入手,研究了 JOP攻击ARM架构操作系统时的特殊问题。我们在此基础上开发出一种针对ARM架构的JOP攻击方法。这种攻击可以绕过Raspberry pi上部署的数据执行保护、地址空间布局随机化等防御机制,获得操作系统的root权限。最后,采用基准测试工具,测试并比较了 JOP和返回导向编程（ROP）攻击方法成功执行所需要的时间。结果表明,JOP攻击的执行效率优于ROP。