什麼是MTE（記憶體標記擴充）
Arm的Memory Tagging Extension的縮寫，於Armv8.5-A加入。對記憶體每16位元組附加4位元的標記，並在指標的高位元也放入4位元的標記，每次存取時由CPU確認兩者是否一致。能以低負擔、以機率方式發現使用已釋放的記憶體與越界存取等錯誤。
日文名稱: MTE(メモリタギング拡張)
「MTE（記憶體標記擴充）」出現在1領域的1道練習題中（硬體安全的進階主題與趨勢等）。
這個名詞所屬的領域: 硬體安全的進階主題與趨勢
比較標記的機制
配置記憶體時，配置程式庫會為區域的每16位元組設定記憶體端的標記，並把相同的值放入指標的高位元（不用於位址轉換的部分）後傳回。CPU在每次載入或儲存時，比較指標的標記與存取目標記憶體的標記，不同時視為錯誤。若在釋放區域時更換標記，就能發現以舊指標存取已釋放區域的錯誤。記憶體端的標記與資料分開儲存。
機率性的偵測
標記為4位元，只有16種值，隨機選出的標記偶然一致的機率為 1/16。也就是說，一次錯誤存取被漏掉的機率約為6%，約94%能被發現。若在配置時下工夫，例如相鄰區域一定給予不同的標記，就能確實發現溢出到相鄰區域的錯誤。為了儲存標記，需要額外約 4/128 = 3.125% 的記憶體容量。
檢查的模式
發現錯誤時立即引發例外的同步模式，能知道是哪一道指令出錯，適合開發與重要的處理，但負擔稍大。先記錄錯誤、之後再一併通知的非同步模式負擔較小，適合在大量設備上運作的同時收集錯誤。依用途不同，可用於開發中的檢查，也可用於防範出貨後設備遭受攻擊。
練習MTE（記憶體標記擴充）的題目
在Arm的MTE（記憶體標記擴充）中，記憶體每16位元組附加4位元的標記，指標的高位元也放入4位元的標記，每次存取時由CPU確認兩者是否一致。考慮以指向已釋放區域的舊指標存取該區域的錯誤。假設重新配置區域時的新標記，是從16種值中均勻隨機選出，則標記偶然一致而漏掉錯誤的機率是下列何者？
- A1/16（約6.3%）
- B1/4（25%）
- C15/16（約93.8%）
查看答案與解析
正確答案：A. 1/16（約6.3%）
標記為4位元，可取的值有 2⁴ = 16 種。若新標記從16種值中均勻選出，與舊指標的標記偶然一致的機率為 1/16 = 6.25%（約6.3%），其餘 15/16 的情況會被偵測為不一致。即使只有1次存取，也有約94%的機率被發現，因此能在大量設備上運作的同時發現錯誤，並提高攻擊的難度。若在配置時讓相鄰區域一定帶有不同的標記，溢出到相鄰區域的錯誤就能確實被偵測。
常見問題
MTE用在哪裡？
截至2020年代中期，部分智慧型手機的SoC等已支援，OS與記憶體配置程式庫正逐步將它用於開發時的檢查，以及提高攻擊難度的啟用。需要硬體與軟體雙方都支援。
有了MTE，就能防止利用記憶體錯誤的攻擊嗎？
它能發現許多錯誤、提高攻擊難度，但標記可能偶然一致，而標記的值若被猜中或洩漏，效果就會降低。由於偵測是機率性的，需要確定性保證時，要與CHERI這類機制或記憶體安全的程式語言搭配使用。
出現「MTE（記憶體標記擴充）」的題目（1題）
相關名詞
目標列刷新（TRR） 指標驗證（PAC） 控制流程完整性 硬體物料清單（HBOM） 雷射故障注入 影子堆疊 數論轉換 暫態執行攻擊 機密運算 邏輯鎖定