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针对现有的指令集随机化方法存在从代码段中剥离数据困难、静态指令集随机化密钥固定和伪随机数密钥不安全等问题，设计并实现了基于硬件的动态指令集随机化框架（HDISR），通过在装载程序时加密程序代码，将指令集随机化引入内核层和应用层的安全防护，内核使用单独的内核密钥，不同的应用程序使用不同的用户密钥。实验结果表明，HDISR能将代码注入攻击降级为拒绝服务攻击，且额外硬件损耗少于2．57％，每兆字节代码加密的启动延时0．31s。