然而，軟件代碼行數(shù)越長(zhǎng)、內(nèi)容越復(fù)雜，相對(duì)應(yīng)，漏洞也在增加，安全風(fēng)險(xiǎn)也在不斷加碼。這對(duì)個(gè)人用戶和對(duì)企業(yè)都會(huì)帶來(lái)安全威脅。

面臨指針的控制、錯(cuò)誤的使用造成內(nèi)存的泄露帶來(lái)的困惑以及相應(yīng)的安全問(wèn)題，移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)者都是在軟件漏洞發(fā)布之后再做修改，導(dǎo)致潛在的風(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)散，伴隨很高的成本。

如何從根本性改變這個(gè)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(yǔ)言和底層的硬件平臺(tái)增加新的功能，推出了內(nèi)存標(biāo)記擴(kuò)展（Memory Tagging Extension，MTE）技術(shù)，為整個(gè)安卓生態(tài)圈帶來(lái)更安全和可靠以及更高質(zhì)量的體驗(yàn)。

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(chǔ)性能，勢(shì)必成為64位架構(gòu)和應(yīng)用的未來(lái)。

MTE的“鎖”和“密鑰”功能

作為一種加強(qiáng)的存儲(chǔ)保護(hù)技術(shù)，MTE技術(shù)利用指針高八位的第4bit作為內(nèi)存的標(biāo)記點(diǎn)，在內(nèi)存生成時(shí)標(biāo)記內(nèi)存在指針使用和釋放時(shí)判斷指針和內(nèi)存中標(biāo)記是否一致，既方便開(kāi)發(fā)者動(dòng)態(tài)捕捉指針的錯(cuò)誤，快速發(fā)現(xiàn)內(nèi)存引起的問(wèn)題，防止非法訪問(wèn)，同時(shí)還監(jiān)控內(nèi)存的使用情況，幫助開(kāi)發(fā)者在軟件部署前后檢測(cè)內(nèi)存安全，成為提升移動(dòng)IT安全性的一個(gè)非常有效的武器；基于安全之上的用戶體驗(yàn)，也得到了快速提升。

MTE兩階段系統(tǒng)可用“鎖”和“密鑰”來(lái)形象地解釋：如果密鑰匹配，則允許訪問(wèn)鎖內(nèi)存；否則，訪問(wèn)就會(huì)被記錄下來(lái)或出錯(cuò)，從而輕松地檢測(cè)到難以捕獲的內(nèi)存安全錯(cuò)誤，也有助于進(jìn)行常規(guī)調(diào)試。

基于MTE技術(shù)，Arm化解了空間和時(shí)間型風(fēng)險(xiǎn)，為客戶提供“更好的軟件”創(chuàng)造了條件，消費(fèi)者體驗(yàn)與更多功能復(fù)雜的軟件的能性得到提升，軟件開(kāi)發(fā)流程得到加速。

MTE技術(shù)一經(jīng)問(wèn)世，就受到移動(dòng)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(kāi)發(fā)者青睞和熱捧的MTE

“芯片級(jí)的安全是整個(gè)移動(dòng)生態(tài)的基礎(chǔ)設(shè)施，沒(méi)有芯片級(jí)的安全就沒(méi)有今天移動(dòng)生態(tài)的繁榮?！盡ediaTek無(wú)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(jí)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(kāi)發(fā)者中心，未來(lái)將利用天璣開(kāi)發(fā)者中心來(lái)推廣MTE應(yīng)用生態(tài)，為天璣平臺(tái)上開(kāi)發(fā)移動(dòng)的開(kāi)發(fā)者提供一整套如何利用MTE，以及如何在MTE上開(kāi)發(fā)出更好應(yīng)用的開(kāi)發(fā)者資源的解決方案。

vivo芯片規(guī)劃和架構(gòu)高級(jí)總監(jiān)夏曉菲認(rèn)為，Armv9幫助我們將整個(gè)用戶體驗(yàn)提升到了一個(gè)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(yīng)的畫(huà)質(zhì)模式，王者榮耀120FPS的穩(wěn)幀極大地提升了用戶體驗(yàn)。

讓他印象更深的是Armv9帶來(lái)的安全特性MTE，不僅化解了內(nèi)存泄露帶來(lái)的設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也通過(guò)硬件級(jí)的技術(shù)降低了內(nèi)存功耗。目前vivo正和Arm、MediaTek合作，在X90和X80兩個(gè)版本上提供了開(kāi)發(fā)者版本，方便他們有效地應(yīng)用MTE技術(shù)。

夏曉菲表示，vivo將持續(xù)與Arm攜手合作，無(wú)論是在游戲體驗(yàn)還是影像體驗(yàn)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(jià)值。

過(guò)去一個(gè)時(shí)期以來(lái)，榮耀手機(jī)開(kāi)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(tái)的磨合等問(wèn)題，輕則導(dǎo)致應(yīng)用的閃退，重則引起整機(jī)的重啟。多方查找原因，得不到要領(lǐng)。

在與Arm合作，采用MTE技術(shù)之后，很快定位到問(wèn)題的原因所在——僅僅是數(shù)字尾部產(chǎn)生了溢出，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了圖形庫(kù)中隱藏多年的一些問(wèn)題。

據(jù)榮耀公司MagicOS DFX架構(gòu)師余亮介紹，榮耀天網(wǎng)開(kāi)放了基于MTE/HWAsan踩內(nèi)存檢測(cè)和內(nèi)存泄漏的檢測(cè)功能，無(wú)論對(duì)于有源代碼和無(wú)源代碼，應(yīng)用或者服務(wù)都無(wú)需重新編譯，安裝即可支持踩內(nèi)存故障的檢測(cè)，同時(shí)天網(wǎng)也集成了內(nèi)存泄露的檢測(cè)，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(shí)，快手通過(guò)大量的探索、實(shí)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(kāi)始對(duì)接Arm MTE技術(shù)，以替代安卓默認(rèn)的AOSP方案，實(shí)現(xiàn)更加靈活的開(kāi)啟方式和定制化的策略，來(lái)提升內(nèi)存安全問(wèn)題的發(fā)版前召回率，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)端線上開(kāi)包即用。

快手Android架構(gòu)師李銳總結(jié)說(shuō)，快手在內(nèi)存安全領(lǐng)域的探索實(shí)踐可總結(jié)為三個(gè)階段，第一個(gè)階段基于Asan和HWASan開(kāi)展內(nèi)存安全建設(shè)，解決可以用的問(wèn)題；第二個(gè)階段是通過(guò)自實(shí)現(xiàn)的一些更加安全的分配器來(lái)對(duì)應(yīng)進(jìn)行線上的開(kāi)啟接管內(nèi)存的釋放，實(shí)現(xiàn)部分線上的問(wèn)題的檢出；第三個(gè)階段是基于MTE技術(shù)做到完全工程無(wú)入侵的高性能開(kāi)啟，最終打造快手夢(mèng)寐以求的全能型的內(nèi)存檢測(cè)工具，同時(shí)滿足高性能高、可靠率以及高易用性。

事實(shí)上，MTE上線后，快手的內(nèi)存穩(wěn)定性獲得顯著的提升：檢測(cè)時(shí)App的運(yùn)行速度相較于使用ASan時(shí)提升了十倍以上，資源消耗也大幅降低，進(jìn)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(wèn)題檢出數(shù)十個(gè)，內(nèi)存破壞的攔截率超過(guò)90%。

李銳表示，快手深切地感受到MTE給內(nèi)存安全領(lǐng)域帶來(lái)的革命性的改變，使用MTE大大提升了開(kāi)發(fā)效率和排查效率，內(nèi)存安全問(wèn)題無(wú)處可藏，給每個(gè)用戶帶來(lái)更好的體驗(yàn)。

助力Arm構(gòu)筑起更加牢固的生態(tài)圈

MTE功能如此強(qiáng)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(lái)，MTE正在為越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)者所知。讓章立驚訝的是，他在跟一個(gè)頭部的游戲工作室交流的時(shí)候，其首席架構(gòu)師就直接問(wèn)MediaTek的SoC能否支持MTE。此舉無(wú)疑增強(qiáng)了章立未來(lái)和Arm以及各行業(yè)的合作伙伴能攜手把MTE應(yīng)用到更多開(kāi)發(fā)場(chǎng)景的信心。

夏曉菲表示，他也從開(kāi)發(fā)者那兒得到了很多很好的反饋，他們稱越來(lái)越離不開(kāi)MTE的技術(shù)特性——這極大加速了他們軟件開(kāi)發(fā)中的效率，最終也能給消費(fèi)者帶來(lái)很好的體驗(yàn)，達(dá)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(dòng)MTE應(yīng)用，幫助開(kāi)發(fā)者清理編程過(guò)程中出現(xiàn)的內(nèi)存安全和應(yīng)用閃退等異常情況。未來(lái)榮耀將聚焦在減少故障檢測(cè)開(kāi)銷，豐富定位日志和測(cè)試模式方面，確保不間斷測(cè)試，在開(kāi)發(fā)者選項(xiàng)中更靈活地開(kāi)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(duì)MTE提出了新的期待，如支持設(shè)備數(shù)量的擴(kuò)充問(wèn)題，更加靈活的集成方式，線上開(kāi)啟堆內(nèi)存以及棧和全局變量的破壞檢測(cè)等。他相信，通過(guò)上下游的通力合作，MTE一定能打造成每個(gè)開(kāi)發(fā)者都?jí)裘乱郧蟮娜苄偷臋z測(cè)工具，給每個(gè)用戶帶來(lái)更好的體驗(yàn)。

章立的觀點(diǎn)代表了演講嘉賓的心聲：MTE技術(shù)不僅僅構(gòu)筑了移動(dòng)生態(tài)的基礎(chǔ)安全解決方案，同時(shí)它也提供了一個(gè)工具或者方法，讓開(kāi)發(fā)者把移動(dòng)做得更健壯更穩(wěn)定，以及提供更好的用戶體驗(yàn)。

強(qiáng)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(lái)全面計(jì)算解決方案（TCS）核心內(nèi)容關(guān)鍵因素。

xiesc