当前,来自网络与软件系统的各种安全威胁越来越严重,防范形势日益严峻。动态污点分析技术(Dynamic Taint Analysis,简称DTA)能够对外部数据进行污点标记,通过监控追踪非可信污点数据的传播过程,检测污点数据的非法使用。当前的动态污点分析技术存在准确度和性能两方面的问题,其中准确度准确度问题主要体现在由于“过污染”导致的误报和“欠污染”导致的漏报,性能问题表现在其所依赖的二进制动态分析平台造成的执行性能损耗。针对上述问题,本文设计并实现了面向二进制程序脆弱性的在线检测与离线分析动态污点分析框架,结合动态符号执行技术,进一步提出并实现了应用于动态污点分析系统的路径自动生成方法。论文的主要工作如下:(1)研究了基于动态污点分析的细粒度二进制程序脆弱性检测技术,提出将在线脆弱性检测与离线逆向溯源分析相结合的污点分析方法,并基于此方法设计和实现了脆弱性检测与分析的动态污点分析原型系统VDA-DTA,从污点标记、污点传播和污点检测三个方面对现有动态污点分析技术的准确度问题进行改进和完善,有效提升了动态污点分析脆弱性检测的准确度;(2)针对污点分析平台执行性能损耗严重的问题,提出并实现了一种应用于动态污点分析过程的路径自动生成方法,设计了一种高效与实用的覆盖率度量计算方法,以二进制代码基本块为单位对用例执行覆盖率进行度量,结合符号执行与约束求解技术,能够自动生成分属于不同输入等价类的输入用例,从而保证了以较小的测试集覆盖较多的执行路径,最后借助虚拟化技术实现了动态污点分析各用例的并行执行,有效提升了动态污点分析的执行效率。