tuzsutТруды учебных заведений связиProceedings of Telecommunication Universities1813-324X2712-8830СПбГУТ10.31854/1813-324X-2024-10-1-86-96NZUJAZtuzsut-550Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИINFORMATION TECHNOLOGIES AND TELECOMMUNICATIONМетодология проведения реверс-инжиниринга машинного кода. Часть 3. Динамическое исследование и документированиеMethodology for Reverse Engineering of Machine Code. Part 3. Dynamic Investigation and Documentationhttps://orcid.org/0000-0002-9412-5693ИзраиловК. И.IzrailovK.

кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории проблем компьютерной безопасности Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра Российской академии наук

konstantin.izrailov@mail.ruСанкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наукРоссияSaint-Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of SciencesRussian Federation2024280220241018696Copyright © Израилов К.И., 20242024Израилов К.И.Izrailov K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/550

Изложены результаты создания единой методологии проведения реверс-инжиниринга машинного кода устройств. Данная, третья заключительная часть цикла статей посвящена динамическому исследованию кода с целью восстановления метаинформации о нем и дополнительному поиску уязвимостей, а также итоговому документированию результатов. Проводится обзор научных публикаций на тему существующих методов и средств динамического анализа машинного кода. Дается детальное описание и формализация шагов этапа, а также примеры их применения на практике. Полная схема предлагаемой методологии приводится в графическом виде с указанием получаемых основных и промежуточных результатов. Все шаги сведены в сводную таблицу, содержащей также некоторые их характеристик. Обсуждаются недостатки методологии и пути их устранения.

The results of creating a unified methodology for reverse engineering the machine code of devices are presented. This, the third and final part of the series of articles, is devoted to the dynamic examination of code in order to restore metainformation about it and additionally search for vulnerabilities, as well as the final documentation of the results. A review of scientific publications on the topic of existing methods and tools for dynamic analysis of machine code is carried out. A detailed description and formalization of the steps of the stage is given, as well as examples of their application in practice. A complete diagram of the proposed methodology is presented in graphical form, indicating the main and intermediate results obtained. All steps are summarized in a summary table, which also contains some of their characteristics. The shortcomings of the methodology and ways to eliminate them are discussed.

реверс-инжинирингобратная разработкапрограммная инженериядинамический анализдокументированиеинформационная безопасностьуязвимостиметодологиясхемаreverse engineeringbackwards engineeringsoftware engineeringdynamic analysisdocumentationinformation securityvulnerabilitiesmethodologydiagramReferencesHendrix T.D., Cross J.H., Barowski L.A., Mathias K.S. Tool support for reverse engineering multi-lingual software // Proceedings of the Fourth Working Conference on Reverse Engineering (Amsterdam, Netherlands, 06−08 October 1997). IEEE, 1997. PP. 136−143. DOI:10.1109/WCRE.1997.624584Hendrix T.D., Cross J.H., Barowski L.A., Mathias K.S. Tool support for reverse engineering multi-lingual software. Pro-ceedings of the Fourth Working Conference on Reverse Engineering, 06−08 October 1997, Amsterdam, Netherlands. IEEE; 1997. p.136−143. DOI:10.1109/WCRE.1997.624584Израилов К.Е. Методология проведения реверс-инжиниринга машинного кода. Часть 1. Подготовка объекта исследования // Труды учебных заведений связи. 2023. Т. 9. № 5. С. 79−90. DOI:10.31854/1813-324X-2023-9-5-79-90. EDN:ZXLTBAIzrailov K. Methodology for Machine Code Reverse Engineering. Part 1. Preparation of the Research Object. Proceedings of the Telecommun. Univ. 2023;9(5):79–90. DOI:10.31854/1813-324X-2023-9-5-79-90. EDN:ZXLTBAИзраилов К.Е. Методология проведения реверс-инжиниринга машинного кода. Часть 2. Статическое исследование // Труды учебных заведений связи. 2023. Т. 9. № 6. С. 68−82. DOI:10.31854/1813-324X-2023-9-6-68-82. EDN:SJSHCEIzrailov K. Methodology for Machine Code Reverse Engineering. Part 2. Static Investigation. Proceedings of the Telecommun. Univ. 2023;9(6):68−82. DOI:10.31854/1813-324X-2023-9-6-68-82. EDN:SJSHCEКаушан В.В. Поиск ошибок выхода за границы буфера в бинарном коде программ // Труды Института системного программирования РАН. 2016. Т. 28. № 5. С. 135−144. DOI:10.15514/ISPRAS-2016-28(5)-8. EDN:VBDRBCKaushan V.V. Buffer overrun detection method in binary code. Proceedings of ISP RAS. 2016;28(5):135–144. DOI:10.15514/ISPRAS-2016-28(5)-8. EDN:VBDRBCГузик В.Ф., Золотовский В.Е., Савельев П.В. Выполнение математических операций в системе символьных вычислений // Известия ТРТУ. 2007. № 3(75). С. 138−141. EDN:KTMRPBGuzik V.F., Zolotovskiy V.Ye., Savelev P.V. Performing mathematical operations in the symbolic computing system. Izvestiya SFedu. Engineering sciences. 2007;3(75):138−141. EDN:KTMRPBЛеошкевич И.О. Получение архитектурно-независимой семантики исполняемого кода // Безопасность информационных технологий. 2009. Т. 16. № 4. С. 120−124. EDN:WTKHGFLeoshkevich I.O. Obtaining architecture-independent semantics of executable code. Proceedings of IT Security (Russia). 2009;16(4):120−124. EDN:WTKHGFПереберина А.А., Костюшко А.В. Разработка инструментария для динамического анализа вредоносного программного обеспечения // Труды МФТИ. 2018. Т. 10. № 3(39). С. 24−44. EDN:YZAJADPereberina A.A., Kostyushko A.V. Development of tools for dynamic malware analysis. Proceedings of Moscow Institute of Physics and Technology. 2018;10(3):24−44. EDN:YZAJADРевнивых А.В., Велижанин А.С. Методика автоматизированного формирования структуры дизассемблированного листинга // Кибернетика и программирование. 2019. № 2. С. 1−16. DOI:10.25136/2306-4196.2019.2.28272. EDN:TGCZKJRevnivykh A.V., Velizhanin A.S. Methods for Automated Formation of a Disassembled Listing Structure. Cybernetics and Programming. 2019;2:1−16. DOI:10.25136/2306-4196.2019.2.28272. EDN:TGCZKJСоловьев М.А. Восстановление алгоритма по набору бинарных трасс. Дис. ... канд. физ.-мат. наук. М.: Институт системного программирования РAН, 2013. 123 с. EDN:SUSPIZSolovev M.A. Reconstructing the algorithm from a set of binary traces. PhD Thesis. Moscow: Ivannikov Institute for System Programming of the Russian Academy of Sciences Publ.; 2013. 123 p. EDN:SUSPIZJimborean A., Herrmann M., Loechner V., Clauss P. VMAD: A virtual machine for advanced dynamic analysis of programs // Proceedings of International Symposium on Performance Analysis of Systems and Software (Austin, USA, 10−12 April 2011). IEEE, 2011. PP. 125−126. DOI:10.1109/ISPASS.2011.5762725Jimborean A., Herrmann M., Loechner V., Clauss P. VMAD: A virtual machine for advanced dynamic analysis of programs. Proceedings of International Symposium on Performance Analysis of Systems and Software, 10−12 April 2011, Austin, USA. IEEE; 2011. p.125−126. DOI:10.1109/ISPASS.2011.5762725Черчесов А.Э. Фазы загрузки UEFI и способы контроля исполняемых образов // Вопросы защиты информации. 2018. № 2(121). С. 51−53. EDN:RSUTFZCherchesov A.E. UEFI boot phases and how to control executable images. Voprosy zashchity informatsii. 2018;2(121):51–53. EDN:RSUTFZSafyallah H., Sartipi K. Dynamic Analysis of Software Systems using Execution Pattern Mining // Proceedings of the14th IEEE International Conference on Program Comprehension (Athens, Greece, 14−16 June 2006). IEEE, 2006. PP. 84−88. DOI:10.1109/ICPC.2006.19Safyallah H., Sartipi K. Dynamic Analysis of Software Systems using Execution Pattern Mining. Proceedings of the 14th IEEE International Conference on Program Comprehension, 14−16 June 2006, Athens, Greece. IEEE; 2006. p.84‒88. DOI:10.1109/ICPC.2006.19Scherer K., Pfeffer T., Glesner S. I/O Interaction Analysis of Binary Code // Proceedings of the 28th International Conference on Enabling Technologies: Infrastructure for Collaborative Enterprises (Napoli, Italy, 12−14 June 2019). IEEE, 2019. PP. 225−230. DOI:10.1109/WETICE.2019.00056Scherer K., Pfeffer T., Glesner S. I/O Interaction Analysis of Binary Code. Proceedings of the 28th International Conference on Enabling Technologies: Infrastructure for Collaborative Enterprises, 12−14 June 2019, Napoli, Italy. IEEE; 2019. p.225−230. DOI:10.1109/WETICE.2019.00056Липаев В.В. Риски проектирования и производства мобильных программных продуктов // Труды Института системного программирования РАН. 2011. Т. 21. С. 167−182. EDN:OKGXNDLipayev V.V. Risks of design and production of mobile software products. Proceedings of ISP RAS. 2011;21:167−182. EDN:OKGXNDИзраилов К.Е. Концепция генетической декомпиляции машинного кода телекоммуникационных устройств // Труды учебных заведений связи. 2021. Т. 7. № 4. С. 10‒17. DOI:10.31854/1813-324X-2021-7-4-95-109. EDN:AIOFPMIzrailov K. Enetic Decompilation Concept of the Telecommunication Devices Machine Code. Proceedings of the Telecommun. Univ. 2021;7(4):10‒17. DOI:10.31854/1813-324X-2021-7-4-95-109. EDN:AIOFPMKotenko I., Izrailov K., Buinevich M. Static Analysis of Information Systems for IoT Cyber Security: A Survey of Machine Learning Approaches // Sensors. 2022. Vol. 22. Iss. 4. PP. 1335. DOI:10.3390/s22041335Kotenko I., Izrailov K., Buinevich M. Static Analysis of Information Systems for IoT Cyber Security: A Survey of Machine Learning Approaches. Sensors. 2022;22(4):1335. DOI:10.3390/s22041335

The authors declare that there are no conflicts of interest present.