Industrial Ninja-ს კვალდაკვალ: როგორ გატეხეს PLC Positive Hack Days 9-ზე

ბოლო PhDays 9-ზე ჩავატარეთ კონკურსი გაზის სატუმბი ქარხნის გატეხვის მიზნით - კონკურსი სამრეწველო ნინძა. ადგილზე იყო სამი სტენდი უსაფრთხოების სხვადასხვა პარამეტრით (უსაფრთხოების გარეშე, დაბალი უსაფრთხოება, მაღალი უსაფრთხოება), რომლებიც ემსგავსებოდნენ იმავე სამრეწველო პროცესს: წნევის ქვეშ მყოფი ჰაერი ჩაედინება ბუშტში (და შემდეგ გამოუშვეს).

უსაფრთხოების განსხვავებული პარამეტრების მიუხედავად, სადგამების ტექნიკის შემადგენლობა იგივე იყო: Siemens Simatic PLC S7-300 სერია; გადაუდებელი დეფლაციის ღილაკი და წნევის საზომი მოწყობილობა (დაკავშირებული PLC ციფრულ შეყვანებთან (DI)); სარქველები, რომლებიც მუშაობენ ჰაერის გაბერვისა და დეფლაციისთვის (დაკავშირებული PLC-ის ციფრულ გამოსავალთან (DO)) - იხილეთ ქვემოთ მოცემული სურათი.

PLC-მ, წნევის მაჩვენებლების მიხედვით და თავისი პროგრამის შესაბამისად, მიიღო გადაწყვეტილება ბურთის გაფუჭების ან გაბერვის შესახებ (გახსნა და დახურა შესაბამისი სარქველები). ამასთან, ყველა სტენდს ჰქონდა ხელით მართვის რეჟიმი, რამაც შესაძლებელი გახადა სარქველების მდგომარეობის კონტროლი ყოველგვარი შეზღუდვის გარეშე.

სტენდები განსხვავდებოდნენ ამ რეჟიმის ჩართვის სირთულით: დაუცველ სტენდზე ამის გაკეთება ყველაზე მარტივი იყო, ხოლო მაღალი უსაფრთხოების სტენდზე შესაბამისად უფრო რთული.

ექვსიდან ხუთი პრობლემა ორ დღეში მოგვარდა; პირველ ადგილზე გასულმა 233 ქულა დააგროვა (ერთი კვირა ემზადებოდა კონკურსისთვის). სამი გამარჯვებული: I ადგილი - a1exdandy, II - რუბიკოიდი, III - ზე.

თუმცა, PhDdays-ზე ვერცერთმა მონაწილემ ვერ შეძლო სამივე სტენდის გადალახვა, ამიტომ გადავწყვიტეთ ონლაინ კონკურსი გაგვეკეთებინა და ურთულესი დავალება გამოვაქვეყნეთ ივნისის დასაწყისში. მონაწილეებს ერთი თვის განმავლობაში უნდა შეესრულებინათ დავალება, მოეპოვებინათ დროშა და ამოხსნას დეტალურად და საინტერესოდ აღეწერათ.

ჭრილის ქვემოთ ჩვენ ვაქვეყნებთ ანალიზს ამოცანის საუკეთესო გადაწყვეტის შესახებ, რომლებიც გაგზავნილ იქნა ერთი თვის განმავლობაში, ის აღმოაჩინა ალექსეი კოვრიჟნიხმა (a1exdandy) ციფრული უსაფრთხოების კომპანიისგან, რომელმაც დაიკავა XNUMX ადგილი კონკურსში PhDays-ის განმავლობაში. ქვემოთ წარმოგიდგენთ მის ტექსტს ჩვენი კომენტარებით.

პირველადი ანალიზი

ასე რომ, დავალება შეიცავდა არქივს შემდეგი ფაილებით:

• block_upload_traffic.pcapng
• DB100.bin
• მინიშნებები.txt

hints.txt ფაილი შეიცავს აუცილებელ ინფორმაციას და მინიშნებებს ამოცანის გადასაჭრელად. აქ არის მისი შინაარსი:

1. პეტროვიჩმა გუშინ მითხრა, რომ შეგიძლიათ ბლოკების ჩატვირთვა PlcSim-დან Step7-ში.
2. სტენდზე გამოყენებული იყო Siemens Simatic S7-300 სერიის PLC.
3. PlcSim არის PLC ემულატორი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ გაუშვათ და გამართოთ პროგრამები Siemens S7 PLC-ებისთვის.

DB100.bin ფაილი, როგორც ჩანს, შეიცავს DB100 PLC მონაცემთა ბლოკს: 00000000: 0100 0102 6e02 0401 0206 0100 0101 0102 ....n......... 00000010: 1002 0501 0202 . ..... ......... 2002: 0501 0206 0100 0102 00000020 0102 7702 0401a0206 ..w............. 0100: 0103 0102 0 02 00000030 0501 ................ 0202: 1602 0501 0206 0100 0104 0102 00000040a7502 0401 u............... 0206: 0100 0105 0102 0 02 0501 00000050 0202..........1602. 0501: 0206 0100 0106 0102 3402 4 00000060 0401 .........&..... 0206: 0100c0107 0102 2602 0501 0202 00000070 4. : 02 0501 0206 0100 0108A0102 3302 0401 3 ............ 00000080: 0206 0100 0109 0102A 0 02 0501 0202 1602 ......... 00000090. .... 0501A0206: 0100 010B 0102 3702 0401 0206 7 000000 ......".....F... 0b0100: 010 0102 2202c 0501 0202 4602 0501 000000 ........0. ...... 0206c 0100 010d 0102 3302a0401 0206 0100 3 000000 0 ................ 010d0102: 0 02e 0501 0202d1602 0501 0206 000000 0f ......მ .... 0100e010: 0102 6 02 0401 0206 0100 010 000000 ........#...... 0f0102: 1102 0501 0202 2302 0501 0206 0100 ......... 000000: 0 0110 0102 3502 0401 0206 0100 0111 ......%......... 0102: 5 00000100 1202 0501 0202 2502 ....... .&. 0501: 0206 0100 0112c00000110 0102 3302 0401 ....ლ......

როგორც სახელი გვთავაზობს, block_upload_traffic.pcapng ფაილი შეიცავს PLC-ზე ბლოკის ატვირთვის ტრაფიკის ნაგავსაყრელს.

აღსანიშნავია, რომ კონფერენციის დროს კონკურსის ადგილზე ამ ტრაფიკის მოპოვება ცოტა უფრო რთული იყო. ამისათვის საჭირო იყო სკრიპტის გაგება TeslaSCADA2-ის პროექტის ფაილიდან. მისგან შესაძლებელი გახდა იმის გაგება, თუ სად მდებარეობდა RC4-ით დაშიფრული ნაგავსაყრელი და რა გასაღების გამოყენება იყო საჭირო მის გასაშიფრად. ადგილზე მონაცემთა ბლოკების ნაგავსაყრელის მიღება შესაძლებელია S7 პროტოკოლის კლიენტის გამოყენებით. ამისთვის გამოვიყენე დემო კლიენტი Snap7 პაკეტიდან.

სიგნალის დამუშავების ბლოკების ამოღება საგზაო ნაგავსაყრელიდან

ნაგავსაყრელის შინაარსის დათვალიერებისას შეგიძლიათ გაიგოთ, რომ ის შეიცავს სიგნალის დამუშავების ბლოკებს OB1, FC1, FC2 და FC3:

ეს ბლოკები უნდა მოიხსნას. ეს შეიძლება გაკეთდეს, მაგალითად, შემდეგი სკრიპტით, ადრე გადაყვანილი ტრაფიკი pcapng ფორმატიდან pcap-ში:

#!/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 = ''

მიღებული ბლოკების შესწავლის შემდეგ შეამჩნევთ, რომ ისინი ყოველთვის იწყება 70 70 ბაიტით (pp). ახლა თქვენ უნდა ისწავლოთ როგორ გააანალიზოთ ისინი. დავალების მინიშნება ვარაუდობს, რომ ამისათვის საჭიროა PlcSim-ის გამოყენება.

ადამიანისთვის წასაკითხი ინსტრუქციების მიღება ბლოკებიდან

პირველ რიგში, მოდით ვცადოთ S7-PlcSim-ის დაპროგრამება რამდენიმე ბლოკის ჩატვირთვით მასში განმეორებითი ინსტრუქციებით (= Q 0.0) Simatic Manager პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით და ემულატორში მიღებული PLC-ის შენახვით example.plc ფაილში. ფაილის შინაარსის დათვალიერებით, თქვენ შეგიძლიათ მარტივად განსაზღვროთ გადმოწერილი ბლოკების დასაწყისი ხელმოწერით 70 70, რომელიც ადრე აღმოვაჩინეთ. ბლოკების წინ, როგორც ჩანს, ბლოკის ზომა იწერება, როგორც 4 ბაიტი პატარა ენდიანი მნიშვნელობა.

მას შემდეგ რაც მივიღეთ ინფორმაცია plc ფაილების სტრუქტურის შესახებ, გამოჩნდა შემდეგი სამოქმედო გეგმა PLC S7 პროგრამების წასაკითხად:

1. Simatic Manager-ის გამოყენებით, ჩვენ ვქმნით ბლოკის სტრუქტურას S7-PlcSim-ში, რომელიც მსგავსია ნაგავსაყრელიდან. ბლოკის ზომები უნდა ემთხვეოდეს (ეს მიიღწევა ბლოკების საჭირო რაოდენობის ინსტრუქციებით შევსებით) და მათ იდენტიფიკატორებს (OB1, FC1, FC2, FC3).
2. შეინახეთ PLC ფაილში.
3. ჩვენ ვცვლით ბლოკების შიგთავსს მიღებულ ფაილში ტრაფიკის ნაგავსაყრელის ბლოკებით. ბლოკების დასაწყისი განისაზღვრება ხელმოწერით.
4. ჩვენ ვტვირთავთ შედეგად ფაილს S7-PlcSim-ში და ვუყურებთ ბლოკების შინაარსს Simatic Manager-ში.

ბლოკები შეიძლება შეიცვალოს, მაგალითად, შემდეგი კოდით:

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)

ალექსიმ ალბათ უფრო რთული, მაგრამ მაინც სწორი გზა აიღო. ჩვენ ვივარაუდეთ, რომ მონაწილეები გამოიყენებდნენ NetToPlcSim პროგრამას, რათა PlcSim-ს შეეძლო დაუკავშირდეს ქსელში, ატვირთა ბლოკები PlcSim-ში Snap7-ის მეშვეობით და შემდეგ ჩამოტვირთონ ეს ბლოკები, როგორც პროექტი PlcSim-დან განვითარების გარემოს გამოყენებით.

S7-PlcSim-ში მიღებული ფაილის გახსნით, შეგიძლიათ წაიკითხოთ გადაწერილი ბლოკები Simatic მენეჯერის გამოყენებით. მოწყობილობის მართვის ძირითადი ფუნქციები ჩაწერილია ბლოკში FC1. განსაკუთრებით საყურადღებოა #TEMP0 ცვლადი, რომელიც ჩართვისას, როგორც ჩანს, აყენებს PLC კონტროლს ხელით რეჟიმში M2.2 და M2.3 ბიტიანი მეხსიერების მნიშვნელობებზე დაყრდნობით. #TEMP0 მნიშვნელობა დაყენებულია FC3 ფუნქციით.

პრობლემის გადასაჭრელად, თქვენ უნდა გააანალიზოთ FC3 ფუნქცია და გაიგოთ, რა უნდა გაკეთდეს იმისათვის, რომ ის დაუბრუნდეს ლოგიკურს.

კონკურსის ადგილზე დაბალი უსაფრთხოების სტენდზე PLC სიგნალის დამუშავების ბლოკები ანალოგიურად იყო მოწყობილი, მაგრამ #TEMP0 ცვლადის მნიშვნელობის დასაყენებლად საკმარისი იყო ხაზის my ninja way ჩაწერა DB1 ბლოკში. ბლოკში მნიშვნელობის შემოწმება მარტივი იყო და არ მოითხოვდა ბლოკის პროგრამირების ენის ღრმა ცოდნას. ცხადია, მაღალი უსაფრთხოების დონეზე, ხელით კონტროლის მიღწევა გაცილებით რთული იქნება და აუცილებელია STL ენის სირთულეების გაგება (S7 PLC-ის დაპროგრამების ერთ-ერთი გზა).

უკუ ბლოკი FC3

FC3 ბლოკის შინაარსი STL წარმომადგენლობაში:

      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

კოდი საკმაოდ გრძელია და შეიძლება რთული ჩანდეს ვინმესთვის, ვინც არ იცნობს STL. ამ სტატიის ფარგლებში თითოეული ინსტრუქციის გაანალიზებას აზრი არ აქვს; STL ენის დეტალური ინსტრუქციები და შესაძლებლობები შეგიძლიათ იხილოთ შესაბამის სახელმძღვანელოში: განცხადებების სია (STL) S7-300 და S7-400 პროგრამირებისთვის. აქვე წარმოგიდგენთ იმავე კოდს დამუშავების შემდეგ - ეტიკეტების და ცვლადების სახელის გადარქმევა და ოპერაციების ალგორითმის და ზოგიერთი STL ენის კონსტრუქციის აღწერის კომენტარების დამატება. ნება მომეცით დაუყოვნებლივ აღვნიშნო, რომ მოცემული ბლოკი შეიცავს ვირტუალურ მანქანას, რომელიც ახორციელებს DB100 ბლოკში მდებარე რამდენიმე ბაიტეკოდს, რომლის შინაარსიც ჩვენთვის ცნობილია. ვირტუალური მანქანის ინსტრუქციები შედგება 1 ბაიტი ოპერაციული კოდისგან და არგუმენტების ბაიტისაგან, თითო ბაიტი თითოეული არგუმენტისთვის. ყველა განხილულ ინსტრუქციას აქვს ორი არგუმენტი; მე აღვნიშნე მათი მნიშვნელობები კომენტარებში, როგორც X და Y.

კოდი დამუშავების შემდეგ]

# 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

ვირტუალური მანქანის ინსტრუქციების შესახებ წარმოდგენის შემდეგ, მოდით დავწეროთ პატარა დემონტაჟი DB100 ბლოკში ბაიტეკოდის გასაანალიზებლად:

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

შედეგად, ჩვენ ვიღებთ შემდეგ ვირტუალური მანქანის კოდს:

ვირტუალური მანქანის კოდი

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)

როგორც ხედავთ, ეს პროგრამა უბრალოდ ამოწმებს თითოეულ სიმბოლოს DB101-დან გარკვეული მნიშვნელობის ტოლობისთვის. ყველა შემოწმების გავლის ბოლო ხაზია: n0w u 4r3 7h3 m4573r. თუ ეს ხაზი მოთავსებულია ბლოკში DB101, მაშინ გააქტიურებულია მექანიკური PLC კონტროლი და შესაძლებელი იქნება ბუშტის აფეთქება ან გაფუჭება.


Სულ ეს არის! ალექსიმ წარმოაჩინა ინდუსტრიული ნინძას ღირსეული ცოდნის მაღალი დონე :) გამარჯვებულს სამახსოვრო პრიზები გავუგზავნეთ. დიდი მადლობა ყველა მონაწილეს!

წყარო: www.habr.com