Industrial Ninja の足跡をたどる: Positive Hack Days 9 で PLC がどのようにハッキングされたか

Industrial Ninja の足跡をたどる: Positive Hack Days 9 で PLC がどのようにハッキングされたか

前回の PHDays 9 では、ガスポンププラントをハッキングするコンテストを開催しました - コンテスト インダストリアル忍者。 敷地内には、異なるセキュリティ パラメーター (セキュリティなし、低セキュリティ、高セキュリティ) を持つ XNUMX つのスタンドがあり、同じ工業プロセスをエミュレートします。つまり、加圧された空気がバルーンに送り込まれ (その後放出される)、というものでした。

安全パラメータが異なるにもかかわらず、スタンドのハードウェア構成は同じでした。Siemens Simatic PLC S7-300 シリーズ。 緊急収縮ボタンおよび圧力測定装置 (PLC デジタル入力 (DI) に接続)。 空気の膨張と収縮のために動作するバルブ (PLC (DO) のデジタル出力に接続されています) - 以下の図を参照してください。

Industrial Ninja の足跡をたどる: Positive Hack Days 9 で PLC がどのようにハッキングされたか

PLC は、圧力の読み取り値に応じて、そのプログラムに従って、ボールを収縮させるか膨張させるかを決定します (対応するバルブの開閉)。 ただし、すべてのスタンドには手動制御モードがあり、バルブの状態を制限なく制御することができました。

このモードを有効にする複雑さはスタンドによって異なりました。保護されていないスタンドではこれを行うのが最も簡単でしたが、高セキュリティ スタンドではそれに応じてより困難でした。

233 つの問題のうち 1 つは XNUMX 日で解決されました。 XNUMX 位の参加者は XNUMX ポイントを獲得しました (彼はコンテストの準備に XNUMX 週​​間を費やしました)。 優勝者は XNUMX 名です。I 位は aXNUMXexdandy、II 位は Rubikoid、III 位は Ze です。

しかし、PHDays 中に XNUMX つのスタンドすべてを克服できた参加者はいなかったため、オンライン コンテストを開催することを決定し、XNUMX 月初旬に最も難しいタスクを公開しました。 参加者は XNUMX か月以内にタスクを完了し、フラグを見つけて、解決策を詳細かつ興味深い方法で説明する必要がありました。

このカットの下には、1 か月間送信されたタスクに対する最適なソリューションの分析が掲載されています。これは、デジタル セキュリティ会社の Alexey Kovrizhnykh (aXNUMXexdandy) によって発見され、PHDays 中のコンテストで XNUMX 位を獲得しました。 以下にその本文をコメントとともに紹介します。

初期分析

したがって、タスクには次のファイルを含むアーカイブが含まれていました。

  • block_upload_traffic.pcapng
  • DB100.bin
  • ヒント.txt

hints.txt ファイルには、タスクを解決するために必要な情報とヒントが含まれています。 その内容は次のとおりです。

  1. Petrovich 氏は昨日、PlcSim から Step7 にブロックをロードできると教えてくれました。
  2. スタンドでは Siemens Simatic S7-300 シリーズ PLC が使用されました。
  3. PlcSim は、Siemens S7 PLC のプログラムを実行およびデバッグできる PLC エミュレータです。

DB100.bin ファイルには DB100 PLC データ ブロックが含まれているようです: 00000000: 0100 0102 6e02 0401 0206 0100 0101 0102 ....n.... 00000010: 1002 0501 0202 2002 0501 0206 0100 0102 00000020 . .................... 0102: 7702 0401 0206 0100 0103 0102 0 02a00000030 ..w................. 0501: 0202 1602 0501 0206 0100 0104 0102 00000040 ................... 7502: 0401 0206 0100 0105 0102 0 02a0501 00000050 u................. 0202: 1602 0501 0206 0100 0106 0102 3402 4......00000060. 0401:0206 0100 0107 0102 2602 0501 0202 00000070 .........&.........&......... 4:02C0501 0206 0100 0108 0102 3302 0401 3 L ......... 00000080。.​​. 0206 : 0100 0109 0102 0 02a0501 0202 1602 00000090 ..... 0501: 0206 0100 010 0102a 3702 0401 0206 7 .....000000. ... 0a0100: 010 0102b 2202 0501 0202 4602 0501 000000 ......"....F... 0b0206: 0100 010 0102c 3302 0401 0206 0100 3 .......000000. ... .. 0c010: 0102d 0 02a0501 0202 1602 0501 0206 000000 ... 0d0100: 010 0102e 6 02d0401 0206 0100 010 000000f ......m. ... .... 0e0102: 1102 0501 0202 2302 0501 0206 0100 000000 ......#...... 0f0110: 0102 3502 0401 0206 0100 0111 0102 5 ....00000100. ... ..... 1202: 0501 0202 2502 0501 0206 0100 0112 00000110 ......%.... 0102: 3302 0401 0206 0100 0113 0102 2602 3 ..00000120. .... .....&. 0501: 0202 4 02c0501 0206 0100 XNUMX ....L....

名前が示すように、block_upload_traffic.pcapng ファイルには、PLC へのブロック アップロード トラフィックのダンプが含まれています。

カンファレンス中の競技会場でのこのトラフィックダンプを取得するのが少し難しかったことは注目に値します。 これを行うには、TeslaSCADA2 のプロジェクト ファイルのスクリプトを理解する必要がありました。 そこから、RC4 を使用して暗号化されたダンプがどこにあるか、そしてそれを復号化するにはどのキーを使用する必要があるかを理解することができました。 サイト上のデータ ブロックのダンプは、S7 プロトコル クライアントを使用して取得できます。 このために、Snap7 パッケージのデモ クライアントを使用しました。

トラフィックダンプからの信号処理ブロックの抽出

ダンプの内容を見ると、信号処理ブロック OB1、FC1、FC2、FC3 が含まれていることがわかります。

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これらのブロックは削除する必要があります。 これは、たとえば、事前にトラフィックを pcapng 形式から pcap に変換した次のスクリプトを使用して実行できます。

#!/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 = ''

結果のブロックを調べると、それらは常にバイト 70 70 (pp) で始まることがわかります。 次に、それらを分析する方法を学ぶ必要があります。 割り当てのヒントは、これには PlcSim を使用する必要があることを示唆しています。

ブロックから人間が読める命令を取得する

まず、Simatic Manager ソフトウェアを使用して繰り返し命令 (= Q 7) を含むいくつかのブロックを S0.0-PlcSim にロードし、エミュレータで取得した PLC を example.plc ファイルに保存することにより、S70-PlcSim をプログラムしてみます。 ファイルの内容を見ると、以前に発見した署名 70 4 によって、ダウンロードされたブロックの始まりを簡単に判断できます。 ブロックの前に、ブロック サイズが XNUMX バイトのリトルエンディアン値として書き込まれているようです。

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plc ファイルの構造に関する情報を受け取った後、PLC S7 プログラムを読み取るための次のアクション プランが表示されました。

  1. Simatic Manager を使用して、ダンプから受け取ったものと同様のブロック構造を S7-PlcSim に作成します。 ブロック サイズは一致する必要があります (これは、必要な数の命令をブロックに埋め込むことで実現されます) とその識別子 (OB1、FC1、FC2、FC3) が一致する必要があります。
  2. PLC をファイルに保存します。
  3. 結果のファイル内のブロックの内容をトラフィック ダンプのブロックに置き換えます。 ブロックの先頭は署名によって決まります。
  4. 結果のファイルを S7-PlcSim にロードし、Simatic Manager でブロックの内容を確認します。

ブロックは、たとえば次のコードで置き換えることができます。

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)

アレクセイは、おそらくより困難ではあるが、それでも正しい道を選択しました。 私たちは、参加者が NetToPlcSim プログラムを使用して、PlcSim がネットワーク経由で通信し、Snap7 経由でブロックを PlcSim にアップロードし、開発環境を使用して PlcSim からプロジェクトとしてこれらのブロックをダウンロードできるようにすることを想定しました。

結果のファイルを S7-PlcSim で開くと、Simatic Manager を使用して上書きされたブロックを読み取ることができます。 主要なデバイス制御機能はブロック FC1 に記録されます。 特に注目すべきは #TEMP0 変数です。これをオンにすると、M2.2 および M2.3 ビットのメモリ値に基づいて PLC 制御が手動モードに設定されるように見えます。 #TEMP0 値は関数 FC3 によって設定されます。

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この問題を解決するには、FC3 関数を分析し、論理関数を返すために何をする必要があるかを理解する必要があります。

競技会場の低セキュリティ スタンドの PLC 信号処理ブロックも同様の方法で配置されていましたが、#TEMP0 変数の値を設定するには、私の忍法で DB1 ブロックに行を書き込むだけで十分でした。 ブロック内の値の確認は簡単で、ブロック プログラミング言語についての深い知識は必要ありません。 明らかに、高セキュリティ レベルでは、手動制御の実現ははるかに難しくなり、STL 言語 (S7 PLC をプログラムする方法の XNUMX つ) の複雑さを理解する必要があります。

リバースブロックFC3

STL 表現での FC3 ブロックの内容:

      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

コードは非常に長く、STL に詳しくない人にとっては複雑に見えるかもしれません。 この記事の枠組み内で各命令を分析することに意味はありません。STL 言語の詳細な命令と機能については、対応するマニュアルを参照してください。 S7-300 および S7-400 プログラミングのステートメント リスト (STL)。 ここでは、処理後の同じコードを示します。ラベルと変数の名前を変更し、操作アルゴリズムといくつかの STL 言語構造を説明するコメントを追加します。 問題のブロックには、DB100 ブロックにあるバイトコードを実行する仮想マシンが含まれていることにすぐに注意してください。その内容はわかっています。 仮想マシンの命令は、1 バイトのオペレーティング コードと XNUMX バイトの引数で構成されます (引数ごとに XNUMX バイト)。 考慮されるすべての命令には XNUMX つの引数があり、コメント内でそれらの値を X と Y として指定しました。

処理後のコード]

# 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

仮想マシンの命令について理解したら、DB100 ブロック内のバイトコードを解析するための小さな逆アセンブラを作成しましょう。

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

その結果、次の仮想マシン コードが得られます。

仮想マシンコード

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)

ご覧のとおり、このプログラムは DB101 の各文字が特定の値と等しいかどうかをチェックするだけです。 すべてのチェックに合格するための最終行は、n0w u 4r3 7h3 m4573r です。 このラインがブロック DB101 に配置されると、手動 PLC 制御が有効になり、バルーンを破裂または収縮させることが可能になります。


それだけです! Alexey は産業忍者にふさわしい高度な知識を示しました :) 優勝者には思い出に残る賞品を送りました。 参加者の皆様、本当にありがとうございました!

出所: habr.com

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