[論文レビュー] Memory Tagging and how it improves C/C++ memory safety

Kostya Serebryany, Evgenii Stepanov+3 more|arXiv (Cornell University)|Feb 26, 2018

Security and Verification in Computing被引用数 45

ひとこと要約

この論文は memory tagging を技術としてC/C++のメモリ安全性を向上させる方法を説明し、2つの実装を詳述している：完全なハードウェア SPARC アプローチと部分的にハードウェア支援を受けた AArch64 コンパイラベースツール、そしてそれらの潜在的な影響について議論する。

ABSTRACT

Memory safety in C and C++ remains largely unresolved. A technique usually called "memory tagging" may dramatically improve the situation if implemented in hardware with reasonable overhead. This paper describes two existing implementations of memory tagging: one is the full hardware implementation in SPARC; the other is a partially hardware-assisted compiler-based tool for AArch64. We describe the basic idea, evaluate the two implementations, and explain how they improve memory safety. This paper is intended to initiate a wider discussion of memory tagging and to motivate the CPU and OS vendors to add support for it in the near future.

研究の動機と目的

• C/C++ におけるメモリ安全性の向上の必要性を動機づけ、memory tagging が果たす役割を論じる。
• memory tagging の二つの具体的な実装を説明する：SPARC hardware tagging と AArch64 コンパイラ支援ツール。
• これらの実装がメモリ安全性をどのように改善するかを評価し、CPU と OS ベンダーの採用に関するより広い含意を論じる。

提案手法

• memory tagging の基本的な考え方を説明する。
• SPARC のハードウェア実装とその特徴を説明する。
• AArch64 用の部分的にハードウェア支援を受けたコンパイラベースツールを説明する。
• タグ付けが実際にどのようにメモリ安全性を改善するかを実践的な観点で評価する。
• CPU および OS ベンダーの採用に関する示唆と推奨を論じる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 memory tagging とは何か、そしてそれは C/C++ のメモリ安全性をどのように改善し得るか。
• RQ2 SPARC hardware tagging 実装の特徴とトレードオフは何か。
• RQ3 AArch64 コンパイラ支援タグ付けツールの特徴とトレードオフは何か。
• RQ4 memory tagging は CPU/OS エコシステムの意思決定と採用にどのような影響を与え得るか。

主な発見

• 二つの具体的な memory tagging アプローチが議論されている：完全なハードウェア SPARC 実装と部分的にハードウェア支援を受けた AArch64 ツール。
• memory tagging は著者らによれば C/C++ のメモリ安全性を大幅に改善する潜在性を持つ。
• 論文は実用的な採用を可能にするためのより広い議論とハードウェア/OS ベンダーのサポートを求める。