ARM微處理器廣泛運(yùn)用于嵌入式系統(tǒng)中,針對(duì)ARM二進(jìn)制代碼的逆向分析對(duì)于以ARM為核心的嵌入式設(shè)備的解剖和安全缺陷分析具有重要意義。本文著重研究面向ARM體系結(jié)構(gòu)的代碼逆向分析的關(guān)鍵技術(shù)。 論文提出了一種基于代碼語(yǔ)義屬性分析的二進(jìn)制解析模型,針對(duì)ARM指令系統(tǒng)特點(diǎn)和程序編譯后代碼特征,從指令和指令序列兩種粒度級(jí)別分別討論了代碼語(yǔ)義屬性分析方法;設(shè)計(jì)了一種基于靜態(tài)單一賦值(SSA)的中間語(yǔ)言BRIL,給出了中間語(yǔ)言BRIL的指稱語(yǔ)義;針對(duì)從匯編表示到中間表示的代碼語(yǔ)義抽象問題,通過分析影響ARM指令語(yǔ)義的因素,構(gòu)建了指令語(yǔ)義字典描述模型,設(shè)計(jì)了基于語(yǔ)義字典的代碼變換算法;針對(duì)中間表示中的代碼冗余問題,提出了基于SSA表示的表達(dá)式傳播、死代碼刪除和表達(dá)式代數(shù)化簡(jiǎn)三種代碼變換方法;設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了二進(jìn)制代碼逆向分析原型工具CodeSemantics Frontier。 測(cè)試結(jié)果表明,CodeSemantics Frontier能夠快速有效地生成脫離ARM指令集的BRIL中間代碼表示,為目標(biāo)代碼在高級(jí)語(yǔ)義抽象層次上的分析利用提供良好的支撐。

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 代碼逆向分析工具
        1.2.2 逆向中的代碼變換
    1.3 研究?jī)?nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 ARM二進(jìn)制代碼逆向分析的關(guān)鍵技術(shù)
    2.1 ARM體系結(jié)構(gòu)
    2.2 程序編譯后的代碼特征
    2.3 ARM二進(jìn)制代碼解析技術(shù)
    2.4 中間代碼生成技術(shù)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 代碼語(yǔ)義屬性分析
    3.1 程序代碼的層次結(jié)構(gòu)
    3.2 指令屬性分析
        3.2.1 操作符屬性
        3.2.2 條件詞屬性
        3.2.3 操作數(shù)屬性
    3.3 指令序列屬性分析
        3.3.1 控制流圖
        3.3.2 過程調(diào)用圖
    3.4 本章小結(jié)
第四章 二進(jìn)制逆向中間語(yǔ)言BRIL
    4.1 靜態(tài)單一賦值
        4.1.1 基于變量位置的SSA表示注記法
        4.1.2 SSA表示中的數(shù)據(jù)流信息
    4.2 基于SSA表示的中間語(yǔ)言BRIL
        4.2.1 BRIL文法
        4.2.2 BRIL對(duì)低級(jí)指令語(yǔ)義屬性的抽象
    4.3 中間語(yǔ)言BRIL的語(yǔ)義
        4.3.1 中間語(yǔ)言BRIL的抽象語(yǔ)法成分
        4.3.2 表達(dá)式的語(yǔ)義
        4.3.3 BRIL中間語(yǔ)句的語(yǔ)義
    4.4 本章小結(jié)
第五章 代碼變換
    5.1 基于語(yǔ)義字典的代碼變換
        5.1.1 語(yǔ)義字典
        5.1.2 BRIL代碼生成
    5.2 基于SSA的代碼變換
        5.2.1 表達(dá)式傳播
        5.2.2 死代碼刪除
        5.2.3 表達(dá)式代數(shù)化簡(jiǎn)
    5.3 本章小結(jié)
第六章 原型工具CodeSemantics Frontier的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    6.1 ARM二進(jìn)制代碼解析模塊
        6.1.1 指令語(yǔ)義屬性分析的實(shí)現(xiàn)
        6.1.2 控制流圖的構(gòu)建
        6.1.3 過程調(diào)用圖的構(gòu)建
    6.2 代碼變換模塊
        6.2.1 BRIL代碼生成
        6.2.2 BRIL代碼優(yōu)化
    6.3 CodeSemantics Frontier原型工具測(cè)試
        6.3.1 功能測(cè)試
        6.3.2 性能測(cè)試與分析
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)束語(yǔ)
參考文獻(xiàn)
附錄A 中間語(yǔ)言BRIL運(yùn)算符
附錄B 表達(dá)式代數(shù)化簡(jiǎn)常用規(guī)則
作者簡(jiǎn)歷 攻讀碩士學(xué)位期間完成的主要工作
致謝



本文編號(hào)：3870355