ইন্ডাস্ট্রিয়াল নিনজার পদচিহ্নে: পজিটিভ হ্যাক ডেস 9 এ কীভাবে একটি পিএলসি হ্যাক করা হয়েছিল

গত PHDays 9 এ আমরা একটি গ্যাস পাম্পিং প্ল্যান্ট হ্যাক করার জন্য একটি প্রতিযোগিতা করেছি - প্রতিযোগিতা ইন্ডাস্ট্রিয়াল নিনজা. সাইটে তিনটি স্ট্যান্ড ছিল বিভিন্ন নিরাপত্তা প্যারামিটার সহ (কোন নিরাপত্তা নেই, নিম্ন নিরাপত্তা, উচ্চ নিরাপত্তা), একই শিল্প প্রক্রিয়া অনুকরণ করে: চাপের মধ্যে বায়ু একটি বেলুনে পাম্প করা হয়েছিল (এবং তারপর ছেড়ে দেওয়া হয়েছিল)।

বিভিন্ন নিরাপত্তা পরামিতি সত্ত্বেও, স্ট্যান্ডগুলির হার্ডওয়্যার রচনা একই ছিল: সিমেন্স সিম্যাটিক পিএলসি S7-300 সিরিজ; জরুরী ডিফ্লেশন বোতাম এবং চাপ মাপার ডিভাইস (পিএলসি ডিজিটাল ইনপুট (ডিআই) এর সাথে সংযুক্ত); বাতাসের স্ফীতি এবং ডিফ্লেশনের জন্য ভালভ কাজ করে (পিএলসি (ডিও) এর ডিজিটাল আউটপুটের সাথে সংযুক্ত) - নীচের চিত্রটি দেখুন।

পিএলসি, প্রেসার রিডিংয়ের উপর নির্ভর করে এবং তার প্রোগ্রাম অনুসারে, বলটিকে ডিফ্লেট বা স্ফীত করার সিদ্ধান্ত নিয়েছে (সংশ্লিষ্ট ভালভগুলি খোলা এবং বন্ধ করেছে)। যাইহোক, সমস্ত স্ট্যান্ডের একটি ম্যানুয়াল কন্ট্রোল মোড ছিল, যা কোনও বিধিনিষেধ ছাড়াই ভালভগুলির অবস্থা নিয়ন্ত্রণ করা সম্ভব করেছিল।

স্ট্যান্ডগুলি এই মোডটি সক্ষম করার জটিলতায় ভিন্ন ছিল: অরক্ষিত স্ট্যান্ডে এটি করা সবচেয়ে সহজ ছিল এবং উচ্চ নিরাপত্তা স্ট্যান্ডে এটি অনুরূপভাবে আরও কঠিন ছিল।

ছয়টি সমস্যার মধ্যে পাঁচটির সমাধান হয়েছে দুই দিনে; প্রথম স্থানের অংশগ্রহণকারী 233 পয়েন্ট অর্জন করেছে (তিনি প্রতিযোগিতার জন্য প্রস্তুতির জন্য এক সপ্তাহ কাটিয়েছেন)। তিনজন বিজয়ী: আমি রাখি - a1exdandy, II - Rubikoid, III - Ze।

যাইহোক, PHDay-এর সময়, অংশগ্রহণকারীদের মধ্যে কেউই তিনটি স্ট্যান্ড অতিক্রম করতে সক্ষম হয়নি, তাই আমরা একটি অনলাইন প্রতিযোগিতা করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি এবং জুনের শুরুতে সবচেয়ে কঠিন কাজটি প্রকাশ করেছি। অংশগ্রহণকারীদের এক মাসের মধ্যে কাজটি সম্পূর্ণ করতে হবে, পতাকাটি খুঁজে বের করতে হবে এবং সমাধানটি বিশদভাবে এবং একটি আকর্ষণীয় উপায়ে বর্ণনা করতে হবে।

কাটের নীচে আমরা এক মাসের মধ্যে প্রেরিতদের কাছ থেকে টাস্কের সর্বোত্তম সমাধানের একটি বিশ্লেষণ প্রকাশ করি, এটি ডিজিটাল সিকিউরিটি কোম্পানির অ্যালেক্সি কোভরিঝনিখ (a1exdandy) দ্বারা পাওয়া গেছে, যিনি PHDays সময় প্রতিযোগিতায় XNUMXম স্থান অধিকার করেছিলেন। নীচে আমরা আমাদের মন্তব্য সহ তার পাঠ্য উপস্থাপন করছি।

প্রাথমিক বিশ্লেষণ

সুতরাং, টাস্কটিতে নিম্নলিখিত ফাইলগুলির সাথে একটি সংরক্ষণাগার রয়েছে:

• block_upload_traffic.pcapng
• DB100.bin
• hints.txt

hints.txt ফাইলটিতে কাজটি সমাধান করার জন্য প্রয়োজনীয় তথ্য এবং ইঙ্গিত রয়েছে। এখানে এর বিষয়বস্তু রয়েছে:

1. পেট্রোভিচ গতকাল আমাকে বলেছিলেন যে আপনি PlcSim থেকে ধাপ 7 এ ব্লক লোড করতে পারেন।
2. সিমেন্স সিম্যাটিক S7-300 সিরিজের PLC স্ট্যান্ডে ব্যবহার করা হয়েছিল।
3. PlcSim হল একটি PLC এমুলেটর যা আপনাকে Siemens S7 PLC-এর জন্য প্রোগ্রাম চালাতে এবং ডিবাগ করতে দেয়।

DB100.bin ফাইলে DB100 PLC ডেটা ব্লক রয়েছে বলে মনে হচ্ছে: 00000000: 0100 0102 6e02 0401 0206 0100 0101 0102 .....n......... 00000010: 1002 0501 0202 2002। ..... ......... 0501: 0206 0100 0102 00000020 0102 7702 0401 0206a0100 ..w............. 0103: 0102 0 02 00000030 0501 0202 ................... 1602 0501............0206. 0100: 0104 0102 00000040 7502 0401 0206 0100 0105 ......... & ..... 0102: 0C02 0501 00000050 0202 1602 0501 0206 0100 এল ......... 0106। .. 0102 : 3402 4 00000060 0401 0206a0100 0107 0102 2602 ................ 0501: 0202 00000070 4 02a 0501 0206 0100 0108 .......... 0102a3302: 0401 3b 00000080 0206 0100 0109 0102 0 ......".....F... 02b0501: 0202 1602 00000090c 0501 0206 0100 ... 010 .......... .. 0102c3702: 0401d 0206 7a000000 0 0100 010 0102 2202................ 0501d0202: 4602 0501e 000000 0d0206 0100 010 0102 3302 0401 0206 0100.. .... 3e000000: 0 010 0102 0 02 0501 0202 1602 ........#...... 0501f0206: 000000 0 0100 010 0102 6..... ..... 02: 0401 0206 0100 010 000000 0 0102 1102 ......%......... 0501: 0202 2302 0501 0206 0100 000000..... .....&. 0: 0110 0102 3502c0401 0206 0100 0111 ....L......

নাম অনুসারে, block_upload_traffic.pcapng ফাইলটিতে পিএলসি-তে ব্লক আপলোড ট্রাফিকের একটি ডাম্প রয়েছে।

এটি লক্ষণীয় যে সম্মেলনের সময় প্রতিযোগিতার জায়গায় এই ট্র্যাফিক ডাম্পটি পাওয়া আরও কিছুটা কঠিন ছিল। এটি করার জন্য, TeslaSCADA2 এর জন্য প্রকল্প ফাইল থেকে স্ক্রিপ্ট বোঝার প্রয়োজন ছিল। এটি থেকে বোঝা সম্ভব ছিল যে RC4 ব্যবহার করে এনক্রিপ্ট করা ডাম্পটি কোথায় অবস্থিত এবং এটি ডিক্রিপ্ট করার জন্য কী কী ব্যবহার করা দরকার। সাইটে ডেটা ব্লকের ডাম্প S7 প্রোটোকল ক্লায়েন্ট ব্যবহার করে প্রাপ্ত করা যেতে পারে। এর জন্য আমি Snap7 প্যাকেজ থেকে ডেমো ক্লায়েন্ট ব্যবহার করেছি।

একটি ট্রাফিক ডাম্প থেকে সংকেত প্রক্রিয়াকরণ ব্লক নিষ্কাশন করা হচ্ছে

ডাম্পের বিষয়বস্তু দেখে আপনি বুঝতে পারবেন যে এতে সিগন্যাল প্রসেসিং ব্লক OB1, FC1, FC2 এবং FC3 রয়েছে:

এই ব্লক অপসারণ করা আবশ্যক. এটি করা যেতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, নিম্নলিখিত স্ক্রিপ্টের সাহায্যে, পূর্বে pcapng বিন্যাস থেকে pcap-এ ট্রাফিক রূপান্তর করা হয়েছে:

#!/usr/bin/env python2

import struct
from scapy.all import *

packets = rdpcap('block_upload_traffic.pcap')
s7_hdr_struct = '>BBHHHHBB'
s7_hdr_sz = struct.calcsize(s7_hdr_struct)
tpkt_cotp_sz = 7
names = iter(['OB1.bin', 'FC1.bin', 'FC2.bin', 'FC3.bin'])
buf = ''

for packet in packets:
    if packet.getlayer(IP).src == '10.0.102.11':
        tpkt_cotp_s7 = str(packet.getlayer(TCP).payload)
        if len(tpkt_cotp_s7) < tpkt_cotp_sz + s7_hdr_sz:
            continue
        s7 = tpkt_cotp_s7[tpkt_cotp_sz:]
        s7_hdr = s7[:s7_hdr_sz]
        param_sz = struct.unpack(s7_hdr_struct, s7_hdr)[4]
        s7_param = s7[12:12+param_sz]
        s7_data = s7[12+param_sz:]
        if s7_param in ('x1ex00', 'x1ex01'):  # upload
            buf += s7_data[4:]
        elif s7_param == 'x1f':
            with open(next(names), 'wb') as f:
                f.write(buf)
            buf = ''

ফলস্বরূপ ব্লকগুলি পরীক্ষা করার পরে, আপনি লক্ষ্য করবেন যে সেগুলি সর্বদা বাইট 70 70 (পিপি) দিয়ে শুরু হয়। এখন আপনাকে তাদের বিশ্লেষণ করতে শিখতে হবে। অ্যাসাইনমেন্ট ইঙ্গিত পরামর্শ দেয় যে আপনাকে এর জন্য PlcSim ব্যবহার করতে হবে।

ব্লক থেকে মানব-পঠনযোগ্য নির্দেশাবলী পাওয়া

প্রথমে, সিম্যাটিক ম্যানেজার সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে এটিতে পুনরাবৃত্তিমূলক নির্দেশাবলী (= Q 7) সহ বেশ কয়েকটি ব্লক লোড করে S0.0-PlcSim প্রোগ্রাম করার চেষ্টা করি এবং এমুলেটরে প্রাপ্ত PLC কে example.plc ফাইলে সংরক্ষণ করে। ফাইলের বিষয়বস্তু দেখে, আপনি সহজেই 70 70 স্বাক্ষর দ্বারা ডাউনলোড করা ব্লকের শুরু নির্ধারণ করতে পারেন, যা আমরা আগে আবিষ্কার করেছি। ব্লকের আগে, দৃশ্যত, ব্লকের আকার 4-বাইট লিটল-এন্ডিয়ান মান হিসাবে লেখা হয়।

আমরা পিএলসি ফাইলের গঠন সম্পর্কে তথ্য পাওয়ার পর, পিএলসি এস7 প্রোগ্রাম পড়ার জন্য নিম্নলিখিত কর্ম পরিকল্পনা উপস্থিত হয়েছে:

1. সিম্যাটিক ম্যানেজার ব্যবহার করে, আমরা S7-PlcSim-এ একটি ব্লক কাঠামো তৈরি করি যা আমরা ডাম্প থেকে পেয়েছি। ব্লকের আকার অবশ্যই মিলতে হবে (প্রয়োজনীয় সংখ্যক নির্দেশাবলী দিয়ে ব্লকগুলি পূরণ করে এটি অর্জন করা হয়) এবং তাদের শনাক্তকারী (OB1, FC1, FC2, FC3)।
2. PLC একটি ফাইলে সংরক্ষণ করুন।
3. আমরা ফলাফল ফাইলে ব্লকের বিষয়বস্তু ট্রাফিক ডাম্প থেকে ব্লকের সাথে প্রতিস্থাপন করি। ব্লকের শুরু স্বাক্ষর দ্বারা নির্ধারিত হয়।
4. আমরা ফলাফল ফাইলটি S7-PlcSim এ লোড করি এবং সিম্যাটিক ম্যানেজারে ব্লকের বিষয়বস্তু দেখি।

ব্লকগুলি প্রতিস্থাপন করা যেতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, নিম্নলিখিত কোড দিয়ে:

with open('original.plc', 'rb') as f:
    plc = f.read()
blocks = []
for fname in ['OB1.bin', 'FC1.bin', 'FC2.bin', 'FC3.bin']:
    with open(fname, 'rb') as f:
        blocks.append(f.read())

i = plc.find(b'pp')
for block in blocks:
    plc = plc[:i] + block + plc[i+len(block):]
    i = plc.find(b'pp', i + 1)

with open('target.plc', 'wb') as f:
    f.write(plc)

আলেক্সি সম্ভবত আরও কঠিন, তবে এখনও সঠিক পথ নিয়েছিল। আমরা ধরে নিয়েছিলাম যে অংশগ্রহণকারীরা NetToPlcSim প্রোগ্রাম ব্যবহার করবে যাতে PlcSim নেটওয়ার্কে যোগাযোগ করতে পারে, Snap7 এর মাধ্যমে PlcSim-এ ব্লক আপলোড করতে পারে, এবং তারপর বিকাশ পরিবেশ ব্যবহার করে PlcSim থেকে এই ব্লকগুলিকে একটি প্রকল্প হিসাবে ডাউনলোড করতে পারে।

S7-PlcSim-এ ফলস্বরূপ ফাইলটি খোলার মাধ্যমে, আপনি সিম্যাটিক ম্যানেজার ব্যবহার করে ওভাররাইট করা ব্লকগুলি পড়তে পারেন। প্রধান ডিভাইস নিয়ন্ত্রণ ফাংশন ব্লক FC1 রেকর্ড করা হয়. বিশেষভাবে উল্লেখ্য হল #TEMP0 ভেরিয়েবল, যেটি চালু হলে M2.2 এবং M2.3 বিট মেমরি মানের উপর ভিত্তি করে PLC নিয়ন্ত্রণকে ম্যানুয়াল মোডে সেট করে। #TEMP0 মানটি FC3 ফাংশন দ্বারা সেট করা হয়।

সমস্যাটি সমাধান করার জন্য, আপনাকে FC3 ফাংশন বিশ্লেষণ করতে হবে এবং বুঝতে হবে কী করা দরকার যাতে এটি একটি যৌক্তিক ফেরত দেয়।

প্রতিযোগিতার স্থানে লো সিকিউরিটি স্ট্যান্ডে পিএলসি সিগন্যাল প্রসেসিং ব্লকগুলি একইভাবে সাজানো হয়েছিল, কিন্তু #TEMP0 ভেরিয়েবলের মান সেট করার জন্য, DB1 ব্লকে আমার নিনজা ভাবে লাইনটি লেখাই যথেষ্ট ছিল৷ একটি ব্লকের মান পরীক্ষা করা সহজ ছিল এবং ব্লক প্রোগ্রামিং ভাষার গভীর জ্ঞানের প্রয়োজন ছিল না। স্পষ্টতই, উচ্চ নিরাপত্তা স্তরে, ম্যানুয়াল নিয়ন্ত্রণ অর্জন করা অনেক বেশি কঠিন হবে এবং STL ভাষার জটিলতা বোঝা প্রয়োজন (S7 PLC প্রোগ্রাম করার উপায়গুলির মধ্যে একটি)।

বিপরীত ব্লক FC3

STL উপস্থাপনায় FC3 ব্লকের বিষয়বস্তু:

      L     B#16#0
      T     #TEMP13
      T     #TEMP15
      L     P#DBX 0.0
      T     #TEMP4
      CLR   
      =     #TEMP14
M015: L     #TEMP4
      LAR1  
      OPN   DB   100
      L     DBLG
      TAR1  
      <=D   
      JC    M016
      L     DW#16#0
      T     #TEMP0
      L     #TEMP6
      L     W#16#0
      <>I   
      JC    M00d
      L     P#DBX 0.0
      LAR1  
M00d: L     B [AR1,P#0.0]
      T     #TEMP5
      L     W#16#1
      ==I   
      JC    M007
      L     #TEMP5
      L     W#16#2
      ==I   
      JC    M008
      L     #TEMP5
      L     W#16#3
      ==I   
      JC    M00f
      L     #TEMP5
      L     W#16#4
      ==I   
      JC    M00e
      L     #TEMP5
      L     W#16#5
      ==I   
      JC    M011
      L     #TEMP5
      L     W#16#6
      ==I   
      JC    M012
      JU    M010
M007: +AR1  P#1.0
      L     P#DBX 0.0
      LAR2  
      L     B [AR1,P#0.0]
      L     C#8
      *I    
      +AR2  
      +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      JL    M003
      JU    M001
      JU    M002
      JU    M004
M003: JU    M005
M001: OPN   DB   101
      L     B [AR2,P#0.0]
      T     #TEMP0
      JU    M006
M002: OPN   DB   101
      L     B [AR2,P#0.0]
      T     #TEMP1
      JU    M006
M004: OPN   DB   101
      L     B [AR2,P#0.0]
      T     #TEMP2
      JU    M006
M00f: +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      L     C#8
      *I    
      T     #TEMP11
      +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      T     #TEMP7
      L     P#M 100.0
      LAR2  
      L     #TEMP7
      L     C#8
      *I    
      +AR2  
      TAR2  #TEMP9
      TAR1  #TEMP4
      OPN   DB   101
      L     P#DBX 0.0
      LAR1  
      L     #TEMP11
      +AR1  
      LAR2  #TEMP9
      L     B [AR2,P#0.0]
      T     B [AR1,P#0.0]
      L     #TEMP4
      LAR1  
      JU    M006
M008: +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      T     #TEMP3
      +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      JL    M009
      JU    M00b
      JU    M00a
      JU    M00c
M009: JU    M005
M00b: L     #TEMP3
      T     #TEMP0
      JU    M006
M00a: L     #TEMP3
      T     #TEMP1
      JU    M006
M00c: L     #TEMP3
      T     #TEMP2
      JU    M006
M00e: +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      T     #TEMP7
      L     P#M 100.0
      LAR2  
      L     #TEMP7
      L     C#8
      *I    
      +AR2  
      TAR2  #TEMP9
      +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      T     #TEMP8
      L     P#M 100.0
      LAR2  
      L     #TEMP8
      L     C#8
      *I    
      +AR2  
      TAR2  #TEMP10
      TAR1  #TEMP4
      LAR1  #TEMP9
      LAR2  #TEMP10
      L     B [AR1,P#0.0]
      L     B [AR2,P#0.0]
      AW    
      INVI  
      T     #TEMP12
      L     B [AR1,P#0.0]
      L     B [AR2,P#0.0]
      OW    
      L     #TEMP12
      AW    
      T     B [AR1,P#0.0]
      L     DW#16#0
      T     #TEMP0
      L     MB   101
      T     #TEMP1
      L     MB   102
      T     #TEMP2
      L     #TEMP4
      LAR1  
      JU    M006
M011: +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      T     #TEMP7
      L     P#M 100.0
      LAR2  
      L     #TEMP7
      L     C#8
      *I    
      +AR2  
      TAR2  #TEMP9
      +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      T     #TEMP8
      L     P#M 100.0
      LAR2  
      L     #TEMP8
      L     C#8
      *I    
      +AR2  
      TAR2  #TEMP10
      TAR1  #TEMP4
      LAR1  #TEMP9
      LAR2  #TEMP10
      L     B [AR1,P#0.0]
      L     B [AR2,P#0.0]
      -I    
      T     B [AR1,P#0.0]
      L     DW#16#0
      T     #TEMP0
      L     MB   101
      T     #TEMP1
      L     MB   102
      T     #TEMP2
      L     #TEMP4
      LAR1  
      JU    M006
M012: L     #TEMP15
      INC   1
      T     #TEMP15
      +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      T     #TEMP7
      L     P#M 100.0
      LAR2  
      L     #TEMP7
      L     C#8
      *I    
      +AR2  
      TAR2  #TEMP9
      +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      T     #TEMP8
      L     P#M 100.0
      LAR2  
      L     #TEMP8
      L     C#8
      *I    
      +AR2  
      TAR2  #TEMP10
      TAR1  #TEMP4
      LAR1  #TEMP9
      LAR2  #TEMP10
      L     B [AR1,P#0.0]
      L     B [AR2,P#0.0]
      ==I   
      JCN   M013
      JU    M014
M013: L     P#DBX 0.0
      LAR1  
      T     #TEMP4
      L     B#16#0
      T     #TEMP6
      JU    M006
M014: L     #TEMP4
      LAR1  
      L     #TEMP13
      L     L#1
      +I    
      T     #TEMP13
      JU    M006
M006: L     #TEMP0
      T     MB   100
      L     #TEMP1
      T     MB   101
      L     #TEMP2
      T     MB   102
      +AR1  P#1.0
      L     #TEMP6
      +     1
      T     #TEMP6
      JU    M005
M010: L     P#DBX 0.0
      LAR1  
      L     0
      T     #TEMP6
      TAR1  #TEMP4
M005: TAR1  #TEMP4
      CLR   
      =     #TEMP16
      L     #TEMP13
      L     L#20
      ==I   
      S     #TEMP16
      L     #TEMP15
      ==I   
      A     #TEMP16
      JC    M017
      L     #TEMP13
      L     L#20
      <I    
      S     #TEMP16
      L     #TEMP15
      ==I   
      A     #TEMP16
      JC    M018
      JU    M019
M017: SET   
      =     #TEMP14
      JU    M016
M018: CLR   
      =     #TEMP14
      JU    M016
M019: CLR   
      O     #TEMP14
      =     #RET_VAL
      JU    M015
M016: CLR   
      O     #TEMP14
      =     #RET_VAL

কোডটি বেশ দীর্ঘ এবং STL এর সাথে অপরিচিত কারো কাছে জটিল মনে হতে পারে। এই নিবন্ধের কাঠামোর মধ্যে প্রতিটি নির্দেশ বিশ্লেষণ করার কোন মানে নেই; STL ভাষার বিস্তারিত নির্দেশাবলী এবং ক্ষমতা সংশ্লিষ্ট ম্যানুয়ালটিতে পাওয়া যাবে: S7-300 এবং S7-400 প্রোগ্রামিংয়ের জন্য বিবৃতি তালিকা (STL). এখানে আমি প্রক্রিয়াকরণের পরে একই কোড উপস্থাপন করব - লেবেল এবং ভেরিয়েবলের নাম পরিবর্তন করা এবং অপারেশন অ্যালগরিদম এবং কিছু STL ভাষা গঠন বর্ণনা করে মন্তব্য যোগ করা। আমাকে অবিলম্বে নোট করুন যে প্রশ্নে থাকা ব্লকটিতে একটি ভার্চুয়াল মেশিন রয়েছে যা DB100 ব্লকে অবস্থিত কিছু বাইটকোড কার্যকর করে, যার বিষয়বস্তু আমরা জানি। ভার্চুয়াল মেশিন নির্দেশাবলী অপারেটিং কোডের 1 বাইট এবং আর্গুমেন্টের বাইট, প্রতিটি আর্গুমেন্টের জন্য একটি বাইট নিয়ে গঠিত। সমস্ত বিবেচিত নির্দেশের দুটি যুক্তি আছে; আমি মন্তব্যে তাদের মানগুলি X এবং Y হিসাবে মনোনীত করেছি।

প্রক্রিয়াকরণের পরে কোড]

# Инициализация различных переменных
      L     B#16#0
      T     #CHECK_N        # Счетчик успешно пройденных проверок
      T     #COUNTER_N      # Счетчик общего количества проверок
      L     P#DBX 0.0
      T     #POINTER        # Указатель на текущую инструкцию
      CLR   
      =     #PRE_RET_VAL

# Основной цикл работы интерпретатора байт-кода
LOOP: L     #POINTER
      LAR1  
      OPN   DB   100
      L     DBLG
      TAR1  
      <=D                   # Проверка выхода указателя за пределы программы
      JC    FINISH
      L     DW#16#0
      T     #REG0
      L     #TEMP6
      L     W#16#0
      <>I   
      JC    M00d
      L     P#DBX 0.0
      LAR1  

# Конструкция switch - case для обработки различных опкодов
M00d: L     B [AR1,P#0.0]
      T     #OPCODE
      L     W#16#1
      ==I   
      JC    OPCODE_1
      L     #OPCODE
      L     W#16#2
      ==I   
      JC    OPCODE_2
      L     #OPCODE
      L     W#16#3
      ==I   
      JC    OPCODE_3
      L     #OPCODE
      L     W#16#4
      ==I   
      JC    OPCODE_4
      L     #OPCODE
      L     W#16#5
      ==I   
      JC    OPCODE_5
      L     #OPCODE
      L     W#16#6
      ==I   
      JC    OPCODE_6
      JU    OPCODE_OTHER

# Обработчик опкода 01: загрузка значения из DB101[X] в регистр Y
# OP01(X, Y): REG[Y] = DB101[X]
OPCODE_1: +AR1  P#1.0
      L     P#DBX 0.0
      LAR2  
      L     B [AR1,P#0.0]   # Загрузка аргумента X (индекс в DB101)
      L     C#8
      *I    
      +AR2  
      +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]   # Загрузка аргумента Y (индекс регистра)
      JL    M003            # Аналог switch - case на основе значения Y
      JU    M001            # для выбора необходимого регистра для записи.
      JU    M002            # Подобные конструкции используются и в других
      JU    M004            # операциях ниже для аналогичных целей
M003: JU    LOOPEND
M001: OPN   DB   101
      L     B [AR2,P#0.0]
      T     #REG0           # Запись значения DB101[X] в REG[0]
      JU    PRE_LOOPEND
M002: OPN   DB   101
      L     B [AR2,P#0.0]
      T     #REG1           # Запись значения DB101[X] в REG[1]
      JU    PRE_LOOPEND
M004: OPN   DB   101
      L     B [AR2,P#0.0]
      T     #REG2           # Запись значения DB101[X] в REG[2]
      JU    PRE_LOOPEND

# Обработчик опкода 02: загрузка значения X в регистр Y
# OP02(X, Y): REG[Y] = X
OPCODE_2: +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      T     #TEMP3
      +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      JL    M009
      JU    M00b
      JU    M00a
      JU    M00c
M009: JU    LOOPEND
M00b: L     #TEMP3
      T     #REG0
      JU    PRE_LOOPEND
M00a: L     #TEMP3
      T     #REG1
      JU    PRE_LOOPEND
M00c: L     #TEMP3
      T     #REG2
      JU    PRE_LOOPEND

# Опкод 03 не используется в программе, поэтому пропустим его
...

# Обработчик опкода 04: сравнение регистров X и Y
# OP04(X, Y): REG[0] = 0; REG[X] = (REG[X] == REG[Y])
OPCODE_4: +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      T     #TEMP7          # первый аргумент - X
      L     P#M 100.0
      LAR2  
      L     #TEMP7
      L     C#8
      *I    
      +AR2  
      TAR2  #TEMP9          # REG[X]
      +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      T     #TEMP8
      L     P#M 100.0
      LAR2  
      L     #TEMP8
      L     C#8
      *I    
      +AR2  
      TAR2  #TEMP10         # REG[Y]
      TAR1  #POINTER
      LAR1  #TEMP9          # REG[X]
      LAR2  #TEMP10         # REG[Y]
      L     B [AR1,P#0.0]
      L     B [AR2,P#0.0]
      AW    
      INVI  
      T     #TEMP12         # ~(REG[Y] & REG[X])
      L     B [AR1,P#0.0]
      L     B [AR2,P#0.0]
      OW    
      L     #TEMP12
      AW                    # (~(REG[Y] & REG[X])) & (REG[Y] | REG[X]) - аналог проверки на равенство
      T     B [AR1,P#0.0]
      L     DW#16#0
      T     #REG0
      L     MB   101
      T     #REG1
      L     MB   102
      T     #REG2
      L     #POINTER
      LAR1  
      JU    PRE_LOOPEND

# Обработчик опкода 05: вычитание регистра Y из X
# OP05(X, Y): REG[0] = 0; REG[X] = REG[X] - REG[Y]
OPCODE_5: +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      T     #TEMP7
      L     P#M 100.0
      LAR2  
      L     #TEMP7
      L     C#8
      *I    
      +AR2  
      TAR2  #TEMP9          # REG[X]
      +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      T     #TEMP8
      L     P#M 100.0
      LAR2  
      L     #TEMP8
      L     C#8
      *I    
      +AR2  
      TAR2  #TEMP10         # REG[Y]
      TAR1  #POINTER
      LAR1  #TEMP9
      LAR2  #TEMP10
      L     B [AR1,P#0.0]
      L     B [AR2,P#0.0]
      -I                    # ACCU1 = ACCU2 - ACCU1, REG[X] - REG[Y]
      T     B [AR1,P#0.0]
      L     DW#16#0
      T     #REG0
      L     MB   101
      T     #REG1
      L     MB   102
      T     #REG2
      L     #POINTER
      LAR1  
      JU    PRE_LOOPEND

# Обработчик опкода 06: инкремент #CHECK_N при равенстве регистров X и Y
# OP06(X, Y): #CHECK_N += (1 if REG[X] == REG[Y] else 0)
OPCODE_6: L     #COUNTER_N
      INC   1
      T     #COUNTER_N
      +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      T     #TEMP7          #  REG[X]     
      L     P#M 100.0
      LAR2  
      L     #TEMP7
      L     C#8
      *I    
      +AR2  
      TAR2  #TEMP9          #  REG[X]  
      +AR1  P#1.0
      L     B [AR1,P#0.0]
      T     #TEMP8
      L     P#M 100.0
      LAR2  
      L     #TEMP8
      L     C#8
      *I    
      +AR2  
      TAR2  #TEMP10         # REG[Y]
      TAR1  #POINTER
      LAR1  #TEMP9          # REG[Y]
      LAR2  #TEMP10         # REG[X]
      L     B [AR1,P#0.0]
      L     B [AR2,P#0.0]
      ==I   
      JCN   M013
      JU    M014
M013: L     P#DBX 0.0
      LAR1  
      T     #POINTER
      L     B#16#0
      T     #TEMP6
      JU    PRE_LOOPEND
M014: L     #POINTER
      LAR1  
# Инкремент значения #CHECK_N
      L     #CHECK_N
      L     L#1
      +I    
      T     #CHECK_N
      JU    PRE_LOOPEND

PRE_LOOPEND: L     #REG0
      T     MB   100
      L     #REG1
      T     MB   101
      L     #REG2
      T     MB   102
      +AR1  P#1.0
      L     #TEMP6
      +     1
      T     #TEMP6
      JU    LOOPEND

OPCODE_OTHER: L     P#DBX 0.0
      LAR1  
      L     0
      T     #TEMP6
      TAR1  #POINTER

LOOPEND: TAR1  #POINTER
      CLR   
      =     #TEMP16
      L     #CHECK_N
      L     L#20
      ==I   
      S     #TEMP16
      L     #COUNTER_N
      ==I   
      A     #TEMP16
# Все проверки пройдены, если #CHECK_N == #COUNTER_N == 20
      JC    GOOD
      L     #CHECK_N
      L     L#20
      <I    
      S     #TEMP16
      L     #COUNTER_N
      ==I   
      A     #TEMP16
      JC    FAIL
      JU    M019
GOOD: SET   
      =     #PRE_RET_VAL
      JU    FINISH
FAIL: CLR   
      =     #PRE_RET_VAL
      JU    FINISH
M019: CLR   
      O     #PRE_RET_VAL
      =     #RET_VAL
      JU    LOOP
FINISH: CLR   
      O     #PRE_RET_VAL
      =     #RET_VAL

ভার্চুয়াল মেশিনের নির্দেশাবলী সম্পর্কে ধারণা পেয়ে, আসুন DB100 ব্লকে বাইটকোড পার্স করার জন্য একটি ছোট ডিসসেম্বলার লিখি:

import string
alph = string.ascii_letters + string.digits

with open('DB100.bin', 'rb') as f:
    m = f.read()

pc = 0

while pc < len(m):
    op = m[pc]
    if op == 1:
        print('R{} = DB101[{}]'.format(m[pc + 2], m[pc + 1]))
        pc += 3
    elif op == 2:
        c = chr(m[pc + 1])
        c = c if c in alph else '?'
        print('R{} = {:02x} ({})'.format(m[pc + 2], m[pc + 1], c))
        pc += 3
    elif op == 4:
        print('R0 = 0; R{} = (R{} == R{})'.format(
            m[pc + 1], m[pc + 1], m[pc + 2]))
        pc += 3
    elif op == 5:
        print('R0 = 0; R{} = R{} - R{}'.format(
            m[pc + 1], m[pc + 1], m[pc + 2]))
        pc += 3
    elif op == 6:
        print('CHECK (R{} == R{})n'.format(
            m[pc + 1], m[pc + 2]))
        pc += 3
    else:
        print('unk opcode {}'.format(op))
        break

ফলস্বরূপ, আমরা নিম্নলিখিত ভার্চুয়াল মেশিন কোড পেতে পারি:

ভার্চুয়াল মেশিন কোড

R1 = DB101[0]
R2 = 6e (n)
R0 = 0; R1 = (R1 == R2)
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[1]
R2 = 10 (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
R2 = 20 (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[2]
R2 = 77 (w)
R0 = 0; R1 = (R1 == R2)
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[3]
R2 = 0a (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
R2 = 16 (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[4]
R2 = 75 (u)
R0 = 0; R1 = (R1 == R2)
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[5]
R2 = 0a (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
R2 = 16 (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[6]
R2 = 34 (4)
R0 = 0; R1 = (R1 == R2)
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[7]
R2 = 26 (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
R2 = 4c (L)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[8]
R2 = 33 (3)
R0 = 0; R1 = (R1 == R2)
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[9]
R2 = 0a (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
R2 = 16 (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[10]
R2 = 37 (7)
R0 = 0; R1 = (R1 == R2)
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[11]
R2 = 22 (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
R2 = 46 (F)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[12]
R2 = 33 (3)
R0 = 0; R1 = (R1 == R2)
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[13]
R2 = 0a (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
R2 = 16 (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[14]
R2 = 6d (m)
R0 = 0; R1 = (R1 == R2)
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[15]
R2 = 11 (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
R2 = 23 (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[16]
R2 = 35 (5)
R0 = 0; R1 = (R1 == R2)
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[17]
R2 = 12 (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
R2 = 25 (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[18]
R2 = 33 (3)
R0 = 0; R1 = (R1 == R2)
CHECK (R1 == R0)

R1 = DB101[19]
R2 = 26 (?)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
R2 = 4c (L)
R0 = 0; R1 = R1 - R2
CHECK (R1 == R0)

আপনি দেখতে পাচ্ছেন, এই প্রোগ্রামটি কেবলমাত্র একটি নির্দিষ্ট মানের সমতার জন্য DB101 থেকে প্রতিটি অক্ষর পরীক্ষা করে। সমস্ত চেক পাস করার চূড়ান্ত লাইন হল: n0w u 4r3 7h3 m4573r। যদি এই লাইনটি ব্লক DB101 এ স্থাপন করা হয়, তাহলে ম্যানুয়াল PLC কন্ট্রোল সক্রিয় করা হয় এবং বেলুনটি বিস্ফোরিত বা ডিফ্লেট করা সম্ভব হবে।


এখানেই শেষ! অ্যালেক্সি একটি শিল্প নিনজার যোগ্য উচ্চ স্তরের জ্ঞান প্রদর্শন করেছেন :) আমরা বিজয়ীকে স্মরণীয় পুরস্কার পাঠিয়েছি। সমস্ত অংশগ্রহণকারীদের অনেক ধন্যবাদ!

উত্স: www.habr.com