최근 수년간 임베디드 환경에서의 메모리 안전성 이슈는 큰 주목을 받아 왔으며, 힙 메모리에서 발생하는 공간적 및 시간적 메모리 위반은 중요한 보안 위협으로 부상하고 있다. 이러한 과제에 대응하기 위해, 본 논문은 RISC-V 순차(in-order) 프로세서를 대상으로 하는 효율적인 태그 기반 메모리 검증 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 하드웨어 수준의 리플레이(replay) 메커니즘을 통합함으로써 성능 오버헤드를 최소화하도록 설계되었으며, Heap Check Cache(HC-Cache), FIFO Buffer, Store Head Buffer/Clear Head Buffer(SHB/CHB)를 포함한다. 소프트웨어 측면에서는 메타데이터 관리와 태그 생성의 자동화를 위해 확장된 RISC-V ISA 명령 및 수정된 Newlib C 라이브러리를 채택하였고, 사용자 애플리케이션에 대한 추가적인 수정 요구 없이 동작한다. 본 시스템은 Xilinx VC707 보드를 사용한 FPGA 플랫폼에서 구현되었다. 구현 결과, BRAM(0.66%) 및 LUTRAM(0.99%)에 대해서는 최소 오버헤드를 유지하면서 LUT는 16.07% 증가, Flip-Flops는 58.25% 증가하는 것으로 나타났다. Mibench, Olden, SPEC2006과 같은 워크로드를 이용한 성능 평가는 기존 연구에 비해 평균 성능 오버헤드가 유의하게 낮음을 보여주었다. 또한 NIST Juliet Test Suite 1.3을 사용한 검증 결과, 본 시스템은 1,924건의 힙 기반 오버플로우, 803건의 double-free 오류, 394건의 use-after-free 오류를 포함한 힙 관련 취약점의 100%를 성공적으로 탐지하였다. 이러한 결과는 제안된 시스템이 자원이 제한된 임베디드 환경에서도 높은 보안성과 성능 효율을 제공함을 입증한다.

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