ソフトウェアの多様性

合成多様性を生み出す自動変換プロセスによってソフトウェアの多様性を増幅することが可能です。「マルチコンパイラ」とは、多様化エンジンを組み込んだコンパイラのことです。 ^{[ 5 ]}マルチバリアント実行環境（MVEE）は、実行するバリアントを選択して出力を比較する役割を担います。^{[ 6 ]}

フレッド・コーエンは、このようなアプローチの初期の提唱者の一人でした。彼は、オペレーティングシステム機能のさまざまなバージョンを大量に生成することを目的とした、一連の書き換えとコード再配置変換を提案しました。^{[ 7 ]}これらのアイデアは長年にわたって発展し、大規模ソフトウェアシステムの重要な機能を保護するための統合難読化スキームの構築につながりました。^{[ 8 ]}

ソフトウェアの保護の多様性を高めるもう1つのアプローチは、メモリの読み込みなどの特定のコアプロセスにランダム性を加えることです。ランダム性とは、同じプログラムのすべてのバージョンが互いに異なる動作をすることを意味し、それによってプログラムの動作の多様性が生まれます。このアイデアは、ステファニー・フォレストとその同僚によって最初に提案され、実験されました。^{[ 9 ]}

最近の自動ソフトウェア多様性に関する研究では、プログラムの動作をわずかに変化させるさまざまな形式のプログラム変換が検討されています。目標は、1つのプログラムを、すべてユーザーに同様のサービスを提供するがコードが異なる多様なプログラムの集団へと進化させることです。^{[ 10 ]}このコードの多様性により、すべてのプログラムを同時にクラッシュさせる可能性のある単一の攻撃からユーザーを保護する能力が向上します。

変換演算子には以下が含まれます: ^{[ 11 ]}

• コードレイアウトのランダム化：コード内の関数の順序を変更する
• グローバル変数のレイアウトランダム化：グローバル変数の並べ替えとパディング
• スタック変数のランダム化: 各スタックフレーム内の変数の順序を変更する
• ヒープレイアウトランダム化

一部の機能は、複数の互換性のある実装で利用可能であることが知られています。この自然な多様性は活用することができ、たとえばクラウドシステムのセキュリティを向上させるのに役立つことが示されています。^{[ 12 ]}