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第一百三十九章 棧緩沖區溢出

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第一百三十九章棧緩沖區溢出  第二天,學校食堂。

  sam三人組又聚在了一起共同進餐。

  亞瑟和馬修兩人臉上的傷痕如果不注意看的話已經看不出來,浮腫也完全消失,他們都稱贊林鴻的“云南白藥”非常神奇。

  在他們的桌子上,擺放著三個ti82型計算器,他們一邊吃飯,一邊不時地看看桌上的計算器,有時候還互相對視而笑,臉上雖然疲倦,但眉目之間卻露出非常興奮和自豪的神色。

  這三個計算器,正是已經被成功破解了的計算器!

  迅速吃完之后,馬修馬上拿起了自己的那個計算器,在上面按了幾下,調出一個目錄,然后運行其中的程序,整個計算器液晶屏頓時一刷新,只見一個右邊一個小小的黑色長條開始慢慢從右至左開始移動,馬修將計算器側了過來,開始津津有味地玩了起來。

  昨天,竟然有直接在bbs上就將ti82計算器的電路圖紙直接發布在上面,所以,德州儀器郵寄的資料,實際上已經意義不大了。那個人就是德州儀器公司的工程師,他在上面回答了許多用戶提出的問題,并且說歡迎大家提出改進建議,他會向公司提交反饋內容。

  由于提前拿到了圖紙,破解的事情立刻提上了日常,興奮之下的三人根本沒有心思睡覺,他們做了一個重要決定,那就是一定要趕在返校舞會到來之前,將計算器破解出來。

  他們分工合作,馬修和亞瑟負責設計出一個有意思的軟件或者游戲,而林鴻則負責計算器的破解,等破解出來之后,就移植到計算器上面,給大家來一個巨大的驚喜。

  由于有了bbs上那些帖子的基礎,林鴻已經對破解計算器有了非常大的把握,他最終讓亞瑟拿出工具箱,將計算器給拆了開來,對照電路圖仔細研究了計算器的硬件結構。

  最終林鴻確定,并不需要對計算器進行硬件方面的修改,就完全可以突破德州儀器公司在固件上設置的限制枷鎖。

  這是因為在其中一個帖子中,有一個用戶描述了他發現的一個現象,按照他給出的幾個按鍵順序和方式,就可以讓計算器進入一個特殊的模式——“debugn”。不過那個用戶的這個回復貼很快就被緊接而來的其他回復給淹沒了,只有很少人才注意到了他的這個回復。

  因為林鴻需要對計算器進行破解,所以他對立面的所有回復都比較關注。這個用戶的回帖他非常重視,專門用自己的計算器按照對方描述的順序,完整地操作了一番,然后再將計算器連接到計算機上面進行了一系列測試,結果驚喜地發現,這個模式似乎是德州儀器公司的工程師在開發過程中用來調試用的,在這個模式下,用戶對計算器的操作擁有很大的權限。

  這絕對是個好消息,原本林鴻還以為需要對硬件進行改動,現在有了進入這個模式的方式,他完全可以直接不通過硬件,僅從軟件上的漏洞就可以直接對這個計算器進行破解。

  經過一個晚上的奮戰,林鴻最終成功了。

  他找到了一個計算器里面的棧緩沖區溢出,從而成功地往里面寫入了自己的代碼,突破了固件系統對用戶操作空間權限的限制。

  程序在運行過程中,為了臨時存取數據的需要,一般都要分配一些內存空間,通常稱這些空間為緩沖區。

  這個區域一般是可以進行數據存儲和刪除操作的,保護級別并不嚴格。而在緩沖區之外,在存在著其他一些系統內核數據區域,存放的數據都是系統中非常重要的數據,一旦那些數據被修改,整個系統就可能發生崩潰,當然,也有可能出現其他意想不到的結果。

  所以這些系統內核數據區域是被嚴格限制和保護的,用戶不能對其進行操作。

  棧是一種特殊的數據結構,特點是先入后出。就像一條死胡同,大家排隊進去,滿了之后停止進入,然后再一個一個排著隊出來,先進去的那個人,最后才出來。這種數據結構生活中也有不少例子,例如交試卷,先交的人一般要到最后才會被老師看到,還有就是以前ktv里面點歌系統,先點歌的人,反而排在最后面唱。

  按理說,德州儀器的工程師在編寫程序的時候,是需要對壓入棧里面的數據長度進行檢查的,一旦這個棧已經滿了,就必須停止對其再進行壓入,否則就會產生溢出。

  而林鴻找到的這個棧緩沖區,正是那些工程師編寫代碼的時候不嚴謹,忘記對這個棧進行長度檢查,于是林鴻一直往其中壓入數據,等它滿了也不管,繼續壓入,于是便發生了棧內存溢出。

  溢出便意味著棧緩沖區之外的單元會被改寫,而假如這些數據單元里面存儲的數據是有用數據的話,就會產生意想不到的后果,最常見的后果就是程序崩潰,通常情況下,這只能算是程序的一個bug,但是當向這些棧中壓入經過進行設計的數據,就不僅僅是bug了,而是成為了可供黑客利用的漏洞。

  林鴻正是精心設計好了一個小程序,然后將其編譯成機器碼,先是向他找到的那個棧中壓入一些無效的數據,精確計算這些數據的長度,等達到一定長度之后,再將他設計好的數據給壓入進去,讓其發生溢出,覆蓋緩沖區之外的區域,這樣當固件系統運行到這里的時候,就會成功地調用執行他的這個程序……

  于是,這個嚴密的堡壘便被林鴻給成功攻克了。

  這個過程,說起來看似簡單,實際上卻是經過林鴻無數次測試才找到的,為了精確計算棧的長度,他至少反反復復重復了五十遍以上的數據壓入過程,而為了能夠讓自己的這個程序能夠順利接管固件的運行流程,其中所花費的時間和精力,也是無法三言兩語描述得清楚的。

  林鴻將其成功破解之后,興奮之下,忘記了別人不像自己根本不用睡覺,當時就立刻敲響了亞瑟的房門,幸好他們剛剛睡下不久,聽到他這么快就將計算器給破擊出來了,原本已經瞌睡得睜不開眼睛的兩人頓時精神一振,將睡意拋到了九霄云外。

  立刻想要看一下破解之后的成果,可是接下來難題又來了——沒有合適的可以運行在上面的軟件。

  之前他們兩個討論了很久,始終無法確定第一個軟件該編寫什么功能。亞瑟比較傾向于做一個實用性的軟件,例如可以輔助學生在學校的學習,而馬修則傾向于編寫一個有意思的游戲。

  兩個人的意見不能統一,時間就在他們不斷地爭辯中流逝,結果什么東西都沒做出來。

  現在機器已經出來了,卻沒有合適的軟件,真是夠郁悶的。

  這個時候,馬修提出,先編寫一個相對比較簡單的游戲跑起來再說,得到了林鴻和亞瑟的一致認可。

  三人商量了一下,最終決定將俄羅斯方塊這個游戲移植到計算器中。

  俄羅斯方塊是蘇聯科學家阿列克謝帕基特諾夫一個經典游戲,它看似簡單但卻變化無窮,令人上癮。1988年在美國上市之后,立刻獲得了巨大的商業成功,受到了男女老少所有人的歡迎,成為一款極為經典的大眾游戲,沒有任何一款游戲能夠與其媲美。

  亞瑟之前在學習編程的時候,曾經獨立開發過這個游戲,有現成的源代碼,移植起來的難度并不大。

  于是,他們又將陣地轉移到了林鴻房間,因為他這臺機器可以模擬z80cpu的運行環境,將亞瑟之前編寫的那個源程序進行簡單的修改和優化之后,就將其編譯成為了一個可在計算器里面執行的文件,然后通過數據線傳輸到了計算器存儲空間中。

  剛開始的幾次運行都出了點問題,但是這是很正常的情況,移植到另外一個平臺,如果能一次性就成功,那就太夸張了,就算是再牛逼的程序員,有時候也是會犯一些低級錯誤的,例如變量名稱寫錯,忘記寫分號之類的,這是很正常的情況。只要根據調試信息,有針對性地進行修改就行了。

  編寫程序就是這樣,調試、運行、再調試……

  不斷地和各種錯誤和bug做這斗爭,直到最終順利通過的那一刻!

  在進行過十幾次不斷地來回調試和傳輸程序的過程之后,亞瑟的俄羅斯游戲終于順利地在ti82上運行了!

  馬修第一時間將計算器搶了過來,然后開始玩了起來。

  玩俄羅斯方塊游戲,只需要至多五個按鍵就可以,三個方向鍵,一個鍵用來變換,另外一個鍵則用來加速。而計算器上有幾十個按鍵,足夠了。

  馬修在玩了一會兒就發現,由于計算器顯示屏高度太低,很容易就會被撐到頂,最終掛掉。

  于是,他提出了改進意見,將顯示方式向順時針方向旋轉90度,這樣方塊下落的路程就可以大大加長,可以降低難度。

  于是,亞瑟又開始對游戲的源程序進行修改……

  在整個過程中,林后都沒再插手,他只是在旁邊觀看著亞瑟編寫程序。

  亞瑟的這個俄羅斯方塊程序是用c語言進行編寫的,林鴻來美國之后才開始接觸這門編程語言,用得還不是很熟,今天看到亞瑟不斷修改調試,也學到了不少東西。

  他發現,亞瑟編寫程序的時候,有一些細小的編程習慣值得借鑒和學習,例如在關鍵的地方給點注釋、給代碼語句多分行縮進,提高代碼的可讀性……等等。

  在將近凌晨五點的時候,他們終于將最終版的俄羅斯方塊游戲給確定下來。

  此刻,除了林鴻,亞瑟和馬修都疲憊不堪,直接倒在床上呼呼大睡。

  這天早晨的晨練,亞瑟和馬修都沒能去,只有林鴻一人。!

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