Śladami ninja przemysłowego: jak włamano się do sterownika PLC podczas Positive Hack Days 9

Śladami ninja przemysłowego: jak włamano się do sterownika PLC podczas Positive Hack Days 9

Podczas ostatnich PHDays 9 zorganizowaliśmy konkurs na zhakowanie pompowni gazu - konkurs Przemysłowy ninja. Na terenie obiektu znajdowały się trzy stanowiska o różnych parametrach bezpieczeństwa (No Security, Low Security, High Security), naśladujące ten sam proces przemysłowy: do balonu wpompowano powietrze pod ciśnieniem (a następnie wypuszczono).

Pomimo różnych parametrów bezpieczeństwa skład sprzętowy stanowisk był taki sam: Siemens Simatic PLC serii S7-300; przycisk awaryjnego opróżniania i urządzenie do pomiaru ciśnienia (podłączone do wejść cyfrowych PLC (DI)); zawory służące do napełniania i spuszczania powietrza (podłączone do wyjść cyfrowych sterownika PLC (DO)) - patrz rysunek poniżej.

Śladami ninja przemysłowego: jak włamano się do sterownika PLC podczas Positive Hack Days 9

Sterownik PLC w zależności od odczytów ciśnienia i zgodnie ze swoim programem podjął decyzję o spuszczeniu powietrza lub napompowaniu piłki (otwarł i zamknął odpowiednie zawory). Jednakże wszystkie stanowiska posiadały tryb sterowania ręcznego, co pozwalało na kontrolowanie stanów zaworów bez żadnych ograniczeń.

Stanowiska różniły się stopniem złożoności włączenia tego trybu: na stoisku niezabezpieczonym było to najłatwiejsze, na stanowisku High Security było to odpowiednio trudniejsze.

Pięć z sześciu problemów rozwiązano w ciągu dwóch dni; Uczestnik, który zajął pierwsze miejsce, zdobył 233 punkty (przygotowywał się do zawodów przez tydzień). Trzej zwycięzcy: I miejsce – a1exdandy, II – Rubikoid, III – Ze.

Jednak podczas PHDays żadnemu z uczestników nie udało się pokonać wszystkich trzech stoisk, dlatego postanowiliśmy przeprowadzić konkurs online i na początku czerwca opublikowaliśmy najtrudniejsze zadanie. Uczestnicy musieli w ciągu miesiąca wykonać zadanie, odnaleźć flagę i szczegółowo i w ciekawy sposób opisać rozwiązanie.

Poniżej skrótu publikujemy analizę najlepszego rozwiązania zadania spośród nadesłanych w ciągu miesiąca, znalazł ją Aleksiej Kovrizhnykh (a1exdandy) z firmy Digital Security, który zajął XNUMX. miejsce w konkursie podczas PHDays. Poniżej prezentujemy jego tekst wraz z naszymi komentarzami.

Wstępna analiza

Zatem zadanie zawierało archiwum z następującymi plikami:

  • block_upload_traffic.pcapng
  • DB100.bin
  • wskazówki.txt

Plik podpowiedzi.txt zawiera niezbędne informacje i podpowiedzi do rozwiązania zadania. Oto jego zawartość:

  1. Petrovich powiedział mi wczoraj, że możesz załadować bloki z PlcSim do Step7.
  2. Na stoisku wykorzystano sterownik PLC Siemens Simatic serii S7-300.
  3. PlcSim to emulator PLC, który umożliwia uruchamianie i debugowanie programów dla sterowników PLC Siemens S7.

Wygląda na to, że plik DB100.bin zawiera blok danych PLC DB100: 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......

Jak sama nazwa wskazuje, plik block_upload_traffic.pcapng zawiera zrzut ruchu wysyłającego bloki do sterownika PLC.

Warto zaznaczyć, że ten zrzut ruchu na terenie zawodów podczas konferencji był nieco trudniejszy do zdobycia. Aby tego dokonać konieczne było zrozumienie skryptu z pliku projektu dla TeslaSCADA2. Na tej podstawie można było zrozumieć, gdzie znajdował się zrzut zaszyfrowany przy użyciu RC4 i jakiego klucza należało użyć do jego odszyfrowania. Zrzuty bloków danych na miejscu można uzyskać za pomocą klienta protokołu S7. Użyłem do tego klienta demonstracyjnego z pakietu Snap7.

Wyodrębnianie bloków przetwarzania sygnału ze zrzutu ruchu

Patrząc na zawartość zrzutu, można zrozumieć, że zawiera on bloki przetwarzania sygnału OB1, FC1, FC2 i FC3:

Śladami ninja przemysłowego: jak włamano się do sterownika PLC podczas Positive Hack Days 9

Te bloki należy usunąć. Można to zrobić na przykład za pomocą poniższego skryptu, po uprzedniej konwersji ruchu z formatu pcapng na pcap:

#!/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 = ''

Po zbadaniu powstałych bloków zauważysz, że zawsze zaczynają się one od bajtów 70 70 (pp). Teraz musisz nauczyć się je analizować. Wskazówka dotycząca przypisania sugeruje, że musisz w tym celu użyć PlcSim.

Uzyskiwanie instrukcji czytelnych dla człowieka z bloków

Na początek spróbujmy zaprogramować S7-PlcSim, ładując do niego kilka bloków z powtarzającymi się instrukcjami (= Q 0.0) za pomocą programu Simatic Manager i zapisując PLC uzyskany w emulatorze do pliku example.plc. Patrząc na zawartość pliku, można łatwo określić początek pobranych bloków po sygnaturze 70 70, którą odkryliśmy wcześniej. Najwyraźniej przed blokami rozmiar bloku jest zapisywany jako 4-bajtowa wartość small-endian.

Śladami ninja przemysłowego: jak włamano się do sterownika PLC podczas Positive Hack Days 9

Po otrzymaniu informacji o strukturze plików plc pojawił się następujący plan działania przy czytaniu programów PLC S7:

  1. Za pomocą Simatic Managera tworzymy w S7-PlcSim strukturę blokową podobną do tej, którą otrzymaliśmy z dumpa. Rozmiary bloków muszą być zgodne (uzyskuje się to poprzez wypełnienie bloków wymaganą liczbą instrukcji) i ich identyfikatory (OB1, FC1, FC2, FC3).
  2. Zapisz sterownik PLC do pliku.
  3. Zastępujemy zawartość bloków w powstałym pliku blokami ze zrzutu ruchu. Początek bloków określa podpis.
  4. Ładujemy powstały plik do S7-PlcSim i przeglądamy zawartość bloków w Simatic Managerze.

Bloki można zastąpić na przykład następującym kodem:

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)

Aleksiej wybrał być może trudniejszą, ale wciąż słuszną ścieżkę. Założyliśmy, że uczestnicy będą korzystać z programu NetToPlcSim, aby PlcSim mógł komunikować się przez sieć, przesyłać bloki do PlcSim poprzez Snap7, a następnie pobierać te bloki jako projekt z PlcSim przy użyciu środowiska programistycznego.

Otwierając powstały plik w S7-PlcSim, możesz odczytać nadpisane bloki za pomocą Simatic Managera. Główne funkcje sterujące urządzeniem zapisane są w bloku FC1. Na szczególną uwagę zasługuje zmienna #TEMP0, która po włączeniu wydaje się ustawiać sterowanie PLC w tryb ręczny w oparciu o wartości bitów pamięci M2.2 i M2.3. Wartość #TEMP0 ustawiana jest za pomocą funkcji FC3.

Śladami ninja przemysłowego: jak włamano się do sterownika PLC podczas Positive Hack Days 9

Aby rozwiązać problem, musisz przeanalizować funkcję FC3 i zrozumieć, co należy zrobić, aby zwróciła wartość logiczną.

Bloki przetwarzania sygnału PLC na stoisku Low Security na stronie konkursowej zostały ułożone w podobny sposób, jednak aby ustawić wartość zmiennej #TEMP0, wystarczyło wpisać linię po swojemu ninja do bloku DB1. Sprawdzenie wartości w bloku było proste i nie wymagało głębokiej znajomości języka programowania blokowego. Oczywiście na poziomie High Security osiągnięcie ręcznego sterowania będzie znacznie trudniejsze i konieczne będzie zrozumienie zawiłości języka STL (jeden ze sposobów programowania sterownika S7).

Blok odwrotny FC3

Zawartość bloku FC3 w reprezentacji STL:

      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

Kod jest dość długi i może wydawać się skomplikowany osobie niezaznajomionej z STL. Nie ma sensu analizować każdej instrukcji w ramach tego artykułu, szczegółowe instrukcje i możliwości języka STL można znaleźć w odpowiedniej instrukcji: Lista instrukcji (STL) dla programowania S7-300 i S7-400. Tutaj pokażę ten sam kod po przetworzeniu - zmianie nazw etykiet i zmiennych oraz dodaniu komentarzy opisujących algorytm działania i niektóre konstrukcje języka STL. Od razu zaznaczę, że w omawianym bloku znajduje się maszyna wirtualna, która wykonuje pewien kod bajtowy znajdujący się w bloku DB100, którego zawartość jest nam znana. Instrukcje maszyny wirtualnej składają się z 1 bajtu kodu operacyjnego i bajtów argumentów, po jednym bajcie na każdy argument. Wszystkie rozważane instrukcje mają dwa argumenty, ich wartości oznaczyłem w komentarzach jako X i Y.

Kod po przetworzeniu]

# 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

Mając pojęcie o instrukcjach maszyny wirtualnej, napiszmy mały dezasembler, który przeanalizuje kod bajtowy w bloku DB100:

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

W rezultacie otrzymujemy następujący kod maszyny wirtualnej:

Kod maszyny wirtualnej

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)

Jak widać, program ten po prostu sprawdza każdy znak z DB101 pod kątem równości z określoną wartością. Ostatnia linia do zaliczenia wszystkich kontroli to: n0w u 4r3 7h3 m4573r. Jeżeli ta linia zostanie umieszczona w bloku DB101, wówczas zostanie aktywowane ręczne sterowanie PLC i możliwa będzie eksplozja lub opróżnienie balonu.


To wszystko! Alexey wykazał się wysokim poziomem wiedzy godnym przemysłowego ninja :) Zwycięzcy wysłaliśmy pamiątkowe nagrody. Wszystkim uczestnikom serdecznie dziękujemy!

Źródło: www.habr.com

Dodaj komentarz