本申请提供一种防御控制流攻击的装置、方法、处理器、设备及存储介质，涉及处理器技术领域。装置包括：密钥获取模块，用于获取物理不可克隆函数PUF模块对输入激励所输出的响应数据，并将该响应数据作为待的使用的密钥数据存储至寄存器中；加密模块，用于在处理器执行程序控制流过程中，基于该密钥数据对该程序控制流中的目标执行数据进行加密，该目标执行数据包括间接跳转目标地址处的目标指令或者函数调用返回地址中的至少一项；解密模块，用于当处理器执行该目标执行数据时，对加密后的目标执行数据进行解密；执行模块，用于基于解密后的目标执行数据，继续执行该程序控制流。增强处理器的安全能力，从而在处理器级有效防御控制流攻击。