mte是arm v8.5-a架构（及更高版本）新增的一项功能，旨在检测和防止内存损坏。系统采用低开销标签技术，为 16 字节内存块分配 4 位标签，确保指针中的标签与访问的内存区域相匹配，从而防止内存损坏攻击。
MTE 有三种运行模式：同步、异步和非对称，兼顾了安全性和性能。
研究人员发现，通过使用两个小工具（代码），即 TIKTAG-v1 和 TIKTAG-v2，他们可以利用投机执行在短时间内泄露 MTE 内存标记，成功率很高。
标签泄漏图，来源：arxiv.org
泄露这些标签不会直接暴露敏感数据，如密码、加密密钥或个人信息。但理论上，它可以让攻击者破坏 MTE 提供的保护，使安全系统无法抵御隐蔽的内存破坏攻击。
TIKTAG 攻击
TIKTAG-v1 利用 CPU 分支预测和数据预取行为中的推测收缩来泄漏 MTE 标记。
TIKTAG-v1 代码，来源：arxiv.org
研究人员发现，这个小工具在攻击 Linux 内核时，对投机性内存访问的功能格外有效，不过需要对内核指针进行一些操作。
攻击者使用系统调用调用投机执行路径，并测量缓存状态以推断内存标签。
TIKTAG-v2 利用了投机执行中的存储到加载转发行为，这是一个将值存储到内存地址并立即从同一地址加载的序列。
TIKTAG-v2 代码，来源：arxiv.org
如果标签匹配，值将被转发，加载成功，并影响缓存状态；如果标签不匹配，转发将被阻止，缓存状态保持不变。
因此，通过探测投机执行后的缓存状态，可以推断出标签检查结果。
研究人员展示了 TIKTAG-v2 小工具对谷歌 Chrome 浏览器，尤其是 V8 JavaScript 引擎的有效性，为利用渲染器进程中的内存破坏漏洞开辟了道路。
通过 MTE 旁路实现的攻击场景，来源：arxiv.org
行业响应和缓解措施
研究人员在 2023 年 11 月至 12 月期间向受影响的企业报告了他们的发现，并得到了普遍积极的回应。
发表在 arxiv.org 上的技术论文提出了以下针对 TIKTAG 攻击的缓解措施：
修改硬件设计，防止投机执行根据标签检查结果修改高速缓存状态。插入投机障碍（如 sb 或 isb 指令），防止关键内存操作的投机执行。添加填充指令，以扩展分支指令和内存访问之间的执行窗口。增强沙箱机制，将投机性内存访问路径严格限制在安全内存区域内。虽然 ARM 认识到了情况的严重性，并在几个月前发布了公告，但它并不认为这是对功能的妥协。
ARM 在公告中写道：由于 Allocation Tags 对地址空间中的软件来说并不是秘密，因此揭示正确标签值的投机机制并不被视为对架构原则的破坏。
Chrome 浏览器的安全团队承认存在这些漏洞，但目前并未打算修复。因为他们认为 V8 沙盒的目的不是保证内存数据和 MTE 标记的机密性。
此外，Chrome 浏览器目前默认不启用基于 MTE 的防御功能，因此修复的优先级较低。
Pixel 8 设备中的 MTE 标记已于今年 4 月报告给了安卓安全团队，并被确认为符合悬赏条件的硬件漏洞。
