为了提高内核的可扩展性和可维护性,Linux操作系统允许开发者使用内核模块机制来实现他们自己的功能,例如设备驱动程序、文件系统等,使它们作为以动态地形式加载进内核,从而享受与内核同样的高权限。随着移动设备和物联网设备的快速发展,内核模块正越来越多地被应用起来。然而这些模块由第三方开发,与由专家开发的主内核相比,并不具有相同的代码健壮性、严谨的代码审查和成熟度,因此具有对计算机系统构成了更大的威胁。虽然现在有很多工作致力于保护内核,或者在漏洞被发布前进行清除,但是现有的工作仍存在一些问题,如依赖源码、开销太大、需要对内核进行实质上的修改等。因此,针对以上工作中的不足,本文利用ARM平台上的硬件调试特性——嵌入式追踪宏单元,开发了一个内核模块追踪系统。论文的研究工作和贡献点包括:(1)研究提出了一个基于嵌入式追踪宏单元辅助的内核模块追踪框架HART。即使在最低端的嵌入式追踪宏单元硬件支持下,它仍然可以在二进制级别上实现高效的内核模块保护,同时也避免了对内核源码进行大量修改,在任何时候任何模块中即插即用。(2)基于该内核模块追踪框架提供的开放接口,构建一个“地址消毒剂”HASAN作为一个应用,诠释该框架所具有良好的扩展性。HASAN可以有效地检测目标模块中的内存崩溃问题,同时保留了HART框架下各种优势。(3)在飞思卡尔i.MX53快速启动板上实现了HART和HASAN。(4)本文对HART和HASAN进行了有效性、表现性能方面的评估测试,并与相关工作进行对比,展现了它们的优越性。