MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798263325947
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32307989
■035    ▼a(MiAaPQ)GeorgiaTech78739
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a005.43
■1001  ▼aAlharthi,  Mansour  Ahmed.
■24510▼aAddressing  Design  Trade-offs  for  Practical  Security  Tools:  Contributions  to  SGX  I/OPerformance  and  Directed  Fuzzing  Path  Exploration
■260    ▼a[Sl]▼bGeorgia  Institute  of  Technology▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a106  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Kim,  Taesoo.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Georgia  Institute  of  Technology,  2025.
■520    ▼aSecurity  research  often  involves  trade-offs  that  hinder  the  practical  deployment  of  its  solutions.  In  trusted  execution  environments  such  as  Intel  SGX,  one  such  trade-off  is  the  high  cost  of  IO  operations,  which  users  must  accept  to  gain  the  security  guarantees  of  enclave  execution.  In  a  different  context,  directed  fuzzing  faces  its  own  trade-off:  state-of-the-art  directed  fuzzers  often  prioritize  quickly  reaching  target  locations,  at  the  expense  of  path  diversity,  which  limits  the  depth  and  coverage  of  security  testing.  This  thesis  addresses  these  trade-offs  through  focused  solutions,  each  targeting  a  specific  limitation  in  the  broader  areas  of  trusted  execution  environments  and  directed  fuzzing.In  the  context  of  trusted  execution  environments,  this  thesis  addresses  the  long-standing  IO  performance  limitations  of  Intel  SGX.  Existing  kernel-bypass  solutions  allow  fast  IO  within  enclaves  but  often  expand  the  Trusted  Computing  Base  (TCB),  increase  the  attack  surface,  and  complicate  deployment.  This  work  presents  RAKIS,  a  system  that  enables  enclave  programs  to  securely  access  fast  IO  Linux  kernel  primitives  without  requiring  any  changes  to  user  applications.  RAKIS  follows  a  security-by-design  approach,  maintaining  a  minimal  and  rigorously  tested  TCB,  while  achieving  substantial  performance  improvements-demonstrating  up  to  4.6x  higher  network  throughput  and  a  2.8x  average  speedup  across  real-world  workloads  compared  to  state-of-the-art  SGX  LibOS  solutions.Complementing  this  systems-focused  contribution,  the  second  part  of  this  thesis  addresses  a  core  limitation  in  directed  fuzzing:  its  tendency  to  favor  quick  target  hits  at  the  expense  of  path  diversity.  Existing  directed  graybox  fuzzers  (DGFs)  typically  prioritize  inputs  that  follow  the  shortest  path  to  a  target  location,  but  this  often  results  in  inefficient  exploration  and  missed  coverage  due  to  complex  control-flow  structures.  This  work  introduces  BULLSEYE,  a  DGF  that  leverages  closeness  centrality-a  graph-theoretic  metric  capturing  structural  reachability-to  guide  exploration  along  more  diverse  paths.  BULLSEYE  also  incorporates  a  novel  program  discovery  mechanism  to  monitor  fuzzing  progress  and  dynamically  adjust  exploration  intensity.  Evaluated  on  30  real-world  targets,  BULLSEYE  achieves  up  to  31%  higher  directed  coverage  and  generates  3x  more  unique  paths  to  the  target  compared  to  prior  DGFs,  leading  to  improved  bug  reproduction  and  patch  testing  capabilities.Together,  these  contributions  show  that  addressing  practical  trade-offs-such  as  performance  limitations  in  trusted  execution  environments  and  reduced  path  diversity  in  directed  fuzzing-can  help  improve  the  usability  and  reliability  of  security  tools.  By  focusing  on  specific,  real-world  challenges  and  proposing  targeted  solutions,  this  thesis  contributes  to  ongoing  efforts  in  making  security  mechanisms  and  analysis  tools  more  practical  and  effective  in  modern  computing  environments.
■590    ▼aSchool  code:  0078.
■650  4▼aOperating  systems
■650  4▼aDesign
■650  4▼aSoftware
■650  4▼aUsability
■650  4▼aLibraries
■650  4▼aLinux
■650  4▼aComputer  science
■690    ▼a0389
■690    ▼a0984
■71020▼aGeorgia  Institute  of  Technology.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-05B.
■790    ▼a0078
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17360307▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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