该论文聚焦于代码复用攻击中的返回导向编程（ROP）技术，旨在量化攻击者在Windows系统上的执行能力。尽管ROP已被证明是图灵完备的，但关于攻击者能否利用目标程序内存中现有的代码片段（称为ROP gadgets）构建任意算法的ROP链，仍存在开放问题。为填补这一空白，作者首先定义了一门虚拟语言ROPLANG，该语言包含算术、赋值、解引用、逻辑和分支操作，并将这些操作映射到对应的ROP gadgets。然后，作者使用ROPLANG在Windows 7和Windows 10（32位和64位版本）上评估了攻击者的执行能力。此外，作者还开发了工具ROP3，该工具接受一组程序文件和用ROPLANG描述的ROP链，返回构成该ROP链的代码片段。实验结果表明，存在足够的ROP gadgets来模拟任何虚拟操作，其中分支操作最为稀少；同时，程序文件越大，越可能找到每个虚拟操作所需的ROP gadgets。该研究为理解ROP攻击的可行性提供了量化基础，对安全防御者评估系统风险有参考价值。

论文提出了一种新的控制流完整性保护机制——认证调用栈（ACS），通过链式消息认证码（MAC）验证函数返回地址的完整性，从而防御返回导向编程（ROP）等运行时攻击。传统影子栈需要在受保护内存中维护返回地址副本，存在性能开销大或需要专用硬件支持的问题。ACS利用连续的MAC值链，每个函数调用时更新栈上的认证标签，无需独立影子栈。作者基于ARMv8.3-A的指针认证（PA）硬件指令实现了原型系统PACStack。指针认证是为函数指针等设计的硬件安全特性，PACStack将其扩展应用于返回地址保护。安全性分析表明，PACStack在面对代码执行、任意内存写入等常见攻击模型时，能达到与硬件辅助影子栈同等的安全强度，且无需额外硬件支持。性能评估显示，PACStack在SPEC CPU2006基准测试中平均开销仅约3%，远低于软件影子栈方案。该工作适合系统安全、编译器安全和硬件安全领域的研究者阅读。