Po stopinjah Industrial Ninje: kako je prišlo do vdora v PLC na Positive Hack Days 9

Po stopinjah Industrial Ninje: kako je prišlo do vdora v PLC na Positive Hack Days 9

Na zadnjem PHDays 9 smo izvedli tekmovanje v hekanju plinske črpalne naprave - tekmovanje Industrijski ninja. Na mestu so bile tri stojnice z različnimi varnostnimi parametri (Brez varnosti, Nizka varnost, Visoka varnost), ki so posnemale isti industrijski proces: zrak pod pritiskom je bil napihnjen v balon (in nato izpuščen).

Kljub različnim varnostnim parametrom je bila strojna sestava stojal enaka: Siemens Simatic PLC serije S7-300; tipka za izpust v sili in naprava za merjenje tlaka (povezana z digitalnimi vhodi PLC (DI)); ventili, ki delujejo za napihovanje in izpihovanje zraka (priključeni na digitalne izhode PLC (DO)) - glejte spodnjo sliko.

Po stopinjah Industrial Ninje: kako je prišlo do vdora v PLC na Positive Hack Days 9

PLC se je glede na odčitke tlaka in v skladu s svojim programom odločil za izpraznjenje ali napihovanje krogle (odpiral in zapiral ustrezne ventile). Vsa stojala pa so imela ročni način krmiljenja, ki je omogočal nadzor nad stanjem ventilov brez kakršnih koli omejitev.

Stojala so se razlikovala po zahtevnosti omogočanja tega načina: na nezaščitenem stojalu je bilo to najlažje narediti, na stojalu High Security pa temu primerno težje.

Pet od šestih problemov je bilo rešenih v dveh dneh; Prvouvrščeni udeleženec je zbral 233 točk (na tekmovanje se je pripravljal teden dni). Trije zmagovalci: I mesto - a1exdandy, II - Rubikoid, III - Ze.

Vendar na PHDays nobenemu od udeležencev ni uspelo premagati vseh treh stojnic, zato smo se odločili narediti spletno tekmovanje in v začetku junija objavili najtežjo nalogo. Udeleženci so morali nalogo opraviti v enem mesecu, poiskati zastavo ter podrobno in zanimivo opisati rešitev.

Pod rezom objavljamo analizo najboljše rešitve naloge od tistih, ki so bile poslane v mesecu, ugotovil jo je Alexey Kovrizhnykh (a1exdandy) iz podjetja Digital Security, ki je zasedel XNUMX. mesto na tekmovanju med PHDays. V nadaljevanju predstavljamo njeno besedilo z našimi komentarji.

Začetna analiza

Torej je naloga vsebovala arhiv z naslednjimi datotekami:

  • block_upload_traffic.pcapng
  • DB100.bin
  • namigi.txt

Datoteka hints.txt vsebuje potrebne informacije in namige za rešitev naloge. Tukaj je njegova vsebina:

  1. Petrovich mi je včeraj povedal, da lahko naložiš bloke iz PlcSima v Step7.
  2. Na stojnici je bil uporabljen PLC Siemens Simatic serije S7-300.
  3. PlcSim je PLC emulator, ki vam omogoča zagon in odpravljanje napak v programih za Siemens S7 PLC.

Videti je, da datoteka DB100.bin vsebuje podatkovni blok 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 02 00000030a0501 ..w............. 0202: 1602 0501 0206 0100 0104 0102 00000040 7502 ................ 0401: 0206 0100 0105 0102 0 02 0501a00000050 0202 u............... 1602: 0501 0206 0100 0106 0102 3402 4 00000060............0401. 0206: 0100 0107 0102 2602 0501 0202 00000070 4 .........&..... 02: 0501c0206 0100 0108 0102 3302 0401 3 00000080 L.........0206. .. 0100 : 0109 0102 0 02 0501a0202 1602 00000090 0501 ................ 0206: 0100 010 0102 3702a 0401 0206 7 000000 .........0. .... 0100a010: 0102 2202b 0501 0202 4602 0501 000000 0 ......".....F... 0206b0100: 010 0102 3302c 0401 0206 0100 3 000000 ........0. .... .. 010c0102: 0d 02 0501a0202 1602 0501 0206 000000 0 ................ 0100d010: 0102 6e 02 0401d0206 0100 010 000000 0f ......m. .... .... 0102e1102: 0501 0202 2302 0501 0206 0100 000000 0 ........#...... 0110f0102: 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 02 0501c0206 0100 XNUMX XNUMX ....L......

Kot že ime pove, datoteka block_upload_traffic.pcapng vsebuje izpis prometa za nalaganje blokov v PLC.

Omeniti velja, da je bilo to odlagališče prometa na tekmovališču med konferenco nekoliko težje dobiti. Za to je bilo potrebno razumeti skript iz projektne datoteke za TeslaSCADA2. Iz tega je bilo mogoče razbrati, kje se nahaja smetišče, šifrirano z RC4, in kateri ključ je treba uporabiti za dešifriranje. Izpise podatkovnih blokov na mestu je mogoče pridobiti s pomočjo odjemalca protokola S7. Za to sem uporabil demo odjemalca iz paketa Snap7.

Ekstrahiranje blokov za obdelavo signala iz prometnega odlagališča

Če pogledate vsebino izpisa, lahko razumete, da vsebuje bloke za obdelavo signalov OB1, FC1, FC2 in FC3:

Po stopinjah Industrial Ninje: kako je prišlo do vdora v PLC na Positive Hack Days 9

Te bloke je treba odstraniti. To lahko storite na primer z naslednjim skriptom, pri čemer ste predhodno pretvorili promet iz formata pcapng v 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 pregledu nastalih blokov boste opazili, da se vedno začnejo z bajti 70 70 (pp). Zdaj se jih morate naučiti analizirati. Namig za dodelitev nakazuje, da morate za to uporabiti PlcSim.

Pridobivanje človeku berljivih navodil iz blokov

Najprej poskusimo programirati S7-PlcSim tako, da vanj naložimo več blokov s ponavljajočimi se navodili (= Q 0.0) s programsko opremo Simatic Manager in shranimo PLC, pridobljen v emulatorju, v datoteko example.plc. Če pogledate vsebino datoteke, lahko enostavno določite začetek prenesenih blokov s podpisom 70 70, ki smo ga odkrili prej. Pred bloki je očitno velikost bloka zapisana kot 4-bajtna vrednost little-endian.

Po stopinjah Industrial Ninje: kako je prišlo do vdora v PLC na Positive Hack Days 9

Ko smo prejeli informacije o strukturi datotek plc, se je pojavil naslednji akcijski načrt za branje programov PLC S7:

  1. Z uporabo Simatic Managerja ustvarimo strukturo blokov v S7-PlcSim, podobno tisti, ki smo jo prejeli iz odlagališča. Velikosti blokov se morajo ujemati (to dosežemo tako, da bloke zapolnimo z zahtevanim številom ukazov) in njihovimi identifikatorji (OB1, FC1, FC2, FC3).
  2. Shranite PLC v datoteko.
  3. Vsebino blokov v nastali datoteki zamenjamo z bloki iz prometnega dumpa. Začetek blokov je določen s signaturo.
  4. Nastalo datoteko naložimo v S7-PlcSim in si ogledamo vsebino blokov v Simatic Managerju.

Bloke je mogoče zamenjati na primer z naslednjo kodo:

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)

Aleksej je ubral morda težjo, a še vedno pravilno pot. Predvidevali smo, da bodo udeleženci uporabljali program NetToPlcSim, da bi lahko PlcSim komuniciral prek omrežja, naložil bloke v PlcSim prek Snap7 in nato te bloke prenesel kot projekt iz PlcSima z uporabo razvojnega okolja.

Če odprete nastalo datoteko v S7-PlcSim, lahko preberete prepisane bloke z uporabo Simatic Managerja. Glavne krmilne funkcije naprave so zapisane v bloku FC1. Posebej je treba opozoriti na spremenljivko #TEMP0, za katero se zdi, da ko je vklopljena, krmiljenje PLC nastavi na ročni način na podlagi vrednosti bitnega pomnilnika M2.2 in M2.3. Vrednost #TEMP0 nastavi funkcija FC3.

Po stopinjah Industrial Ninje: kako je prišlo do vdora v PLC na Positive Hack Days 9

Če želite rešiti težavo, morate analizirati funkcijo FC3 in razumeti, kaj je treba storiti, da bo vrnila logično.

Bloki za obdelavo signalov PLC na stojnici Low Security na tekmovališču so bili urejeni na podoben način, vendar je bilo za nastavitev vrednosti spremenljivke #TEMP0 dovolj, da sem v blok DB1 zapisal vrstico my ninja way. Preverjanje vrednosti v bloku je bilo preprosto in ni zahtevalo poglobljenega znanja programskega jezika blokov. Očitno bo na ravni visoke varnosti doseganje ročnega nadzora veliko težje in potrebno je razumeti zapletenost jezika STL (eden od načinov programiranja S7 PLC).

Povratni blok FC3

Vsebina bloka FC3 v predstavitvi 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

Koda je precej dolga in se lahko komu, ki ne pozna STL, zdi zapletena. Nima smisla analizirati vsakega navodila v okviru tega članka, podrobna navodila in zmožnosti jezika STL najdete v ustreznem priročniku: Seznam izjav (STL) za programiranje S7-300 in S7-400. Tukaj bom predstavil isto kodo po obdelavi - preimenovanje oznak in spremenljivk ter dodajanje komentarjev, ki opisujejo algoritem delovanja in nekatere konstrukcije jezika STL. Naj takoj opozorim, da zadevni blok vsebuje virtualni stroj, ki izvaja neko bajtno kodo, ki se nahaja v bloku DB100, katerega vsebino poznamo. Navodila navideznega stroja so sestavljena iz 1 bajta operacijske kode in bajtov argumentov, en bajt za vsak argument. Vsa obravnavana navodila imajo dva argumenta, njuni vrednosti sem v komentarjih označil kot X in Y.

Koda po obdelavi]

# 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

Ko smo dobili predstavo o navodilih za virtualni stroj, napišimo majhen disassembler za razčlenitev bajtne kode v 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

Kot rezultat dobimo naslednjo kodo virtualnega stroja:

Koda virtualnega stroja

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)

Kot lahko vidite, ta program preprosto preveri enakost vsakega znaka iz DB101 določeni vrednosti. Končna vrstica za opravljanje vseh preverjanj je: n0w u 4r3 7h3 m4573r. Če je ta linija nameščena v bloku DB101, potem je aktiviran ročni PLC nadzor in bo mogoče razstreliti ali izprazniti balon.


To je vse! Alexey je pokazal visoko raven znanja, vredno industrijskega ninje :) Zmagovalcu smo poslali nepozabne nagrade. Najlepša hvala vsem udeležencem!

Vir: www.habr.com

Dodaj komentar