Dennis Yurichev:reverse Engineering For Beginners——understanding Assembly Language@2018
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書籍主要論點提取與解釋
本書《初學者的逆向工程 (理解組合語言)》的主旨在於:理解組合語言是進行軟體逆向工程的基礎,特別是對於研究已編譯程式碼(如惡意軟體分析)及程式除錯至關重要。 作者旨在服務兩類讀者:一是對逆向工程有概念但可能不熟悉組合語言的資訊安全從業者,二是熟悉組合語言但可能不了解逆向工程應用的程式設計師。因此,本書的編排內容旨在彌合這兩種知識背景之間的差距。
書中強調,即使在現代編譯器高度最佳化、CPU架構日益複雜的背景下,學習組合語言仍具備不可替代的價值。這不僅是因為它是了解程式碼底層執行細節的唯一途徑,更是因為許多實際應用場景(如安全分析、系統級除錯)要求能夠直接檢視和理解編譯後的機器碼。本書的目的並非教導讀者使用組合語言編寫程式,而是幫助讀者理解由高階語言(尤其是C/C++)編譯器所產生的組合語言程式碼。
為達成此目的,本書採用核心的「程式碼模式分析」方法。作者鼓勵讀者編寫小型C/C++程式片段,透過不同編譯器(如MSVC, GCC, Keil, Xcode LLVM)在不同最佳化等級下觀察其生成的組合語言輸出(涵蓋x86/x64, ARM, MIPS等多種主流架構),從而建立高階程式碼構造(如函數呼叫、條件判斷、迴圈、結構、陣列等)與其對應組合語言指令序列之間的對應關係。這種透過實例學習、觀察與反思的方式,能幫助初學者逐步掌握從機器碼回溯程式邏輯的技能。
書中內容涵蓋了逆向工程所需的多個面向,從基礎概念到進階主題:
- 程式碼模式 (Code Patterns): 詳細解釋各種C/C++語言結構(如函數、回傳值、參數傳遞、條件分支、迴圈、陣列、結構、指標等)在不同CPU架構和編譯器下的組合語言實現方式。這部分是本書的核心,透過具體範例展示編譯器如何將高階抽象轉換為低階指令。
- 重要基礎知識 (Important Fundamentals): 回顧電腦科學的基礎概念,如資料型別、數字系統、位元操作、記憶體結構、CPU基本原理等,這些是理解組合語言的基石。
- 稍進階範例 (Slightly more advanced examples): 探討更複雜的程式碼結構和編譯器最佳化技巧,如內聯函數、變參函數、C++類別與STL實現、字串處理、浮點數運算、SIMD指令集等。
- Java: 簡要介紹Java虛擬機器(JVM)字節碼,展示其與原生機器碼在結構和執行模式上的差異,並解析常見Java語言特性在字節碼中的表示。
- 尋找程式碼中重要/有趣的內容 (Finding important/interesting stuff in the code): 提供在二進制文件中尋找關鍵資訊的技巧,如識別編譯器和庫、尋找函數入口點、分析字串、常量、可疑程式碼模式等,這些是實際逆向分析的實用方法。
- 作業系統相關 (OS-specific): 介紹不同作業系統(Windows, Linux)的特定機制,如函數呼叫約定(calling conventions)、執行緒本地儲存(TLS)、系統呼叫(syscalls)、程式載入器(PE/ELF格式)及結構化異常處理(SEH)等,這些是理解OS環境下程式行為的關鍵。
- 工具 (Tools): 介紹逆向工程中常用的各類工具,如反組譯器(disassemblers)、反編譯器(decompilers)、偵錯器(debuggers)、系統呼叫追蹤工具、記憶體分析工具等。
- 案例分析 (Case studies): 透過具體範例(如破解遊戲、分析加密文件、研究作業系統內部機制、分析惡意軟體等)展示如何應用前面學到的知識和工具解決實際問題。
- 逆向專有文件格式範例 (Examples of reversing proprietary file formats): 探討如何透過分析二進制文件結構和內容(如檔案頭、數據區塊、重複模式、簡單加密)來理解未知文件格式。
- 動態二進制插樁 (Dynamic binary instrumentation): 介紹PIN等動態插樁工具的使用,如何利用這些工具在程式運行時插入自定義程式碼來監控或修改程式行為。
本書假設讀者具備基本的C/C++程式設計經驗作為先備知識。作者鼓勵讀者積極動手實踐書中的範例和練習,認為這是掌握組合語言理解能力的最佳途徑。書末附有術語表、縮略詞列表和指令集參考,方便讀者查閱。
總結來說,本書的核心價值在於提供一條以觀察編譯器輸出為主的實用學習路徑,幫助初學者建立對組合語言的直觀理解,從而打開逆向工程的大門,並為程式除錯和系統理解提供新的視角。
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