Existing dynamic binary analysis frameworks give more focus on the execution of target binary than analysis. They don’t use precise IR (Intermediate Representation) or even don’t use IR at all. Since knowing the semantics is essential for dynamic binary analysis, not using precise IR makes users to man- ually implement massive code to interpret imprecise IR to know the semantics. This work is impossible since it needs ISA (Instruction Set Architecture) or instruction-specific implementation, which is massive, tricky, and error-prone. Thus, we present the first precise IR based extensible dynamic binary analysis framework, called BRemu, and will open-source it. Further, we applied various optimizations to resolve the performance issue, which came from using precise IR, and tested accuracy and performance with Coreutils test cases. BRemu successfully emulated 44 basic Coreutils binaries including sha512sum, which has complex hash operations, and the optimizations showed 6.4% and 28.5% performance gains for each.
기존의 동적 바이너리 분석 프레임워크들은 디버거나 에뮬레이터의 관점에서 설계되어, 중간표현을 아예 사용하지않거나정밀한중간표현을사용하지않는등실행을하는것에더초점이맞추어져있다. 동적바이 너리 분석을 하기 위해서는 바이너리의 의미를 아는 것이 필수적인데, 정밀한 중간표현을 사용하지 않으면 바이너리의 의미를 알기 위해 사용자의 많은 추가적인 작업이 필요하다. 이러한 추가적인 작업은 각 명령 어마다 특정한 복잡한 구현을 해야 하므로 많은 코드를 작성해야 하여 시간이 많이 걸리고 에러가 발생하기 쉬워 불가능하다. 이에 우리는 BRemu라는 최초의 정밀한 중간표현 기반의 확장 가능한 동적 바이너리 분석 프레임워크를 만들었고 추후 코드를 공개할 것이다. 더 나아가, 정밀한 중간표현 기반의 동적 바이너리 분석이 갖고 있는 성능 저하라는 문제점을 해결하기 위해 다양한 최적화 기술을 적용했고, Coreutils의 테스트 케이스를 통해 정확성과 성능을 실험했다. 복잡한 해시 연산을 하는 sha512sum을 포함한 44개의 기본적인 Coreutils 바이너리에 대해 에뮬레이션을 성공했고, 최적화를 통해 각각 평균 6.4%와 28.5%의 성능 향상을 얻었다.
