然而，軟件代碼行數(shù)越長、內(nèi)容越復雜，相對應，漏洞也在增加，安全風險也在不斷加碼。這對個人用戶和對企業(yè)都會帶來安全威脅。
面臨指針的控制、錯誤的使用造成內(nèi)存的泄露帶來的困惑以及相應的安全問題，移動應用開發(fā)者都是在軟件漏洞發(fā)布之后再做修改，導致潛在的風險擴散，伴隨很高的成本。
如何從根本性改變這個現(xiàn)狀，讓更少漏洞的軟件在生態(tài)圈里面出現(xiàn)？Arm了解到這些現(xiàn)狀和需求后，改變傳統(tǒng)思路，基于新的編譯語言和底層的硬件平臺增加新的功能，推出了內(nèi)存標記擴展（Memory Tagging Extension，MTE）技術，為整個安卓生態(tài)圈帶來更安全和可靠以及更高質(zhì)量的體驗。
Arm終端事業(yè)部軟件戰(zhàn)略總監(jiān)盧旻盛相信，MTE作為Armv9的基礎性能，勢必成為64位架構(gòu)和應用的未來。
MTE的“鎖”和“密鑰”功能
作為一種加強的存儲保護技術，MTE技術利用指針高八位的第4bit作為內(nèi)存的標記點，在內(nèi)存生成時標記內(nèi)存在指針使用和釋放時判斷指針和內(nèi)存中標記是否一致，既方便開發(fā)者動態(tài)捕捉指針的錯誤，快速發(fā)現(xiàn)內(nèi)存引起的問題，防止非法訪問，同時還監(jiān)控內(nèi)存的使用情況，幫助開發(fā)者在軟件部署前后檢測內(nèi)存安全，成為提升移動IT安全性的一個非常有效的武器；基于安全之上的用戶體驗，也得到了快速提升。
MTE兩階段系統(tǒng)可用“鎖”和“密鑰”來形象地解釋：如果密鑰匹配，則允許訪問鎖內(nèi)存；否則，訪問就會被記錄下來或出錯，從而輕松地檢測到難以捕獲的內(nèi)存安全錯誤，也有助于進行常規(guī)調(diào)試。
基于MTE技術，Arm化解了空間和時間型風險，為客戶提供“更好的軟件”創(chuàng)造了條件，消費者體驗與更多功能復雜的軟件的能性得到提升，軟件開發(fā)流程得到加速。
MTE技術一經(jīng)問世，就受到移動生態(tài)伙伴的熱捧。Google率先跟Arm合作，MediaTek、vivo、榮耀、快手等企業(yè)也紛紛引入。
備受開發(fā)者青睞和熱捧的MTE
“芯片級的安全是整個移動生態(tài)的基礎設施，沒有芯片級的安全就沒有今天移動生態(tài)的繁榮?！盡ediaTek無線通信事業(yè)部資深總監(jiān)章立表示，MediaTek一直非常重視SoC層級的安全，是最早擁抱MTE的合作伙伴之一，2022年發(fā)布的天璣旗艦9200就已經(jīng)支持MTE。
最近，MediaTek上線了天璣開發(fā)者中心，未來將利用天璣開發(fā)者中心來推廣MTE應用生態(tài)，為天璣平臺上開發(fā)移動的開發(fā)者提供一整套如何利用MTE，以及如何在MTE上開發(fā)出更好應用的開發(fā)者資源的解決方案。
vivo芯片規(guī)劃和架構(gòu)高級總監(jiān)夏曉菲認為，Armv9幫助我們將整個用戶體驗提升到了一個新的高度。如基于Arm Cortex-X3高性能的CPU處理器的X90，采用自適應的畫質(zhì)模式，王者榮耀120FPS的穩(wěn)幀極大地提升了用戶體驗。
讓他印象更深的是Armv9帶來的安全特性MTE，不僅化解了內(nèi)存泄露帶來的設備運行風險，同時也通過硬件級的技術降低了內(nèi)存功耗。目前vivo正和Arm、MediaTek合作，在X90和X80兩個版本上提供了開發(fā)者版本，方便他們有效地應用MTE技術。
夏曉菲表示，vivo將持續(xù)與Arm攜手合作，無論是在游戲體驗還是影像體驗方面的驚艷感受，共同和生態(tài)伙伴一起為用戶企業(yè)持續(xù)地創(chuàng)造價值。
過去一個時期以來，榮耀手機開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)，一些自研的新增特性，以及與芯片廠家新平臺的磨合等問題，輕則導致應用的閃退，重則引起整機的重啟。多方查找原因，得不到要領。
在與Arm合作，采用MTE技術之后，很快定位到問題的原因所在——僅僅是數(shù)字尾部產(chǎn)生了溢出，同時還發(fā)現(xiàn)了圖形庫中隱藏多年的一些問題。
據(jù)榮耀公司MagicOS DFX架構(gòu)師余亮介紹，榮耀天網(wǎng)開放了基于MTE/HWAsan踩內(nèi)存檢測和內(nèi)存泄漏的檢測功能，無論對于有源代碼和無源代碼，應用或者服務都無需重新編譯，安裝即可支持踩內(nèi)存故障的檢測，同時天網(wǎng)也集成了內(nèi)存泄露的檢測，提供了泄露棧的聚合能力。
在將MTE融入到日常的CI/CD的常態(tài)使用時，快手通過大量的探索、實踐、沉淀出了一套自定義的MTE集成方案，如直接從APP自身底層開始對接Arm MTE技術，以替代安卓默認的AOSP方案，實現(xiàn)更加靈活的開啟方式和定制化的策略，來提升內(nèi)存安全問題的發(fā)版前召回率，最終實現(xiàn)生產(chǎn)端線上開包即用。
快手Android架構(gòu)師李銳總結(jié)說，快手在內(nèi)存安全領域的探索實踐可總結(jié)為三個階段，第一個階段基于Asan和HWASan開展內(nèi)存安全建設，解決可以用的問題；第二個階段是通過自實現(xiàn)的一些更加安全的分配器來對應進行線上的開啟接管內(nèi)存的釋放，實現(xiàn)部分線上的問題的檢出；第三個階段是基于MTE技術做到完全工程無入侵的高性能開啟，最終打造快手夢寐以求的全能型的內(nèi)存檢測工具，同時滿足高性能高、可靠率以及高易用性。
事實上，MTE上線后，快手的內(nèi)存穩(wěn)定性獲得顯著的提升：檢測時App的運行速度相較于使用ASan時提升了十倍以上，資源消耗也大幅降低，進程內(nèi)存消耗也降低一倍以上；故障檢出率也獲得大幅提升，內(nèi)存破壞的歷史問題檢出數(shù)十個，內(nèi)存破壞的攔截率超過90%。
李銳表示，快手深切地感受到MTE給內(nèi)存安全領域帶來的革命性的改變，使用MTE大大提升了開發(fā)效率和排查效率，內(nèi)存安全問題無處可藏，給每個用戶帶來更好的體驗。
助力Arm構(gòu)筑起更加牢固的生態(tài)圈
MTE功能如此強大，大量的合作伙伴圍繞Arm構(gòu)筑起更加牢固的生態(tài)體系。
作為SoC的未來，MTE正在為越來越多的開發(fā)者所知。讓章立驚訝的是，他在跟一個頭部的游戲工作室交流的時候，其首席架構(gòu)師就直接問MediaTek的SoC能否支持MTE。此舉無疑增強了章立未來和Arm以及各行業(yè)的合作伙伴能攜手把MTE應用到更多開發(fā)場景的信心。
夏曉菲表示，他也從開發(fā)者那兒得到了很多很好的反饋，他們稱越來越離不開MTE的技術特性——這極大加速了他們軟件開發(fā)中的效率，最終也能給消費者帶來很好的體驗，達到端側(cè)和性能的平衡。
榮耀公司架構(gòu)師余亮告訴筆者，他們將加深和Arm的合作，致力于推廣動MTE應用，幫助開發(fā)者清理編程過程中出現(xiàn)的內(nèi)存安全和應用閃退等異常情況。未來榮耀將聚焦在減少故障檢測開銷，豐富定位日志和測試模式方面，確保不間斷測試，在開發(fā)者選項中更靈活地開放支持，與合作伙伴一起打造更穩(wěn)定更安全的生態(tài)。
李銳則對MTE提出了新的期待，如支持設備數(shù)量的擴充問題，更加靈活的集成方式，線上開啟堆內(nèi)存以及棧和全局變量的破壞檢測等。他相信，通過上下游的通力合作，MTE一定能打造成每個開發(fā)者都夢寐以求的全能型的檢測工具，給每個用戶帶來更好的體驗。
章立的觀點代表了演講嘉賓的心聲：MTE技術不僅僅構(gòu)筑了移動生態(tài)的基礎安全解決方案，同時它也提供了一個工具或者方法，讓開發(fā)者把移動做得更健壯更穩(wěn)定，以及提供更好的用戶體驗。
強大的安全功能、不斷穩(wěn)固的生態(tài)體系，是MTE成為Arm 2023及未來全面計算解決方案（TCS）核心內(nèi)容關鍵因素。
