Omvänd teknik

Från Wikipedia, den fria encyklopedin
Hoppa till navigation Hoppa till sökning

Omvänd konstruktion ( engelska ; tyska: omvänd utveckling , rekonstruktion , förkortning: RE ; även efterkonstruktion ) beskriver processen att extrahera konstruktionselementen från ett befintligt färdigt system eller en mestadels industriellt tillverkad produkt genom att undersöka strukturer, tillstånd och beteenden. En plan skapas alltså igen från det färdiga objektet .

I motsats till en funktionell simulering, som också kan baseras på analyser enligt black box -principen, syftar reverse engineering till att återge objektet till hands i stort sett exakt.

För att verifiera insikterna görs ofta ett försök att göra en 1: 1 -kopia av objektet, på grundval av vilket det är grundläggande möjligt att genomföra vidareutveckling.

Användningsområden

hårdvara

För att undersöka hårdvara i syfte att replikera, z. I DDR , till exempel, utvecklades metoder där en chip -form avlägsnades i lager (genom slipning eller selektiv etsning) och sedan undersöktes lagren med hjälp av ett mikroskop för att ta reda på funktionaliteten och dess hårdvarubas. På detta sätt skapades en Z80 -kopia som U880 . Dessa rapporter är trovärdiga eftersom vissa företag fortfarande erbjuder och framgångsrikt tillhandahåller sådana tjänster idag.

programvara

Speciellt med avseende på mjukvara , brukar detta förstås vara en av de tre följande processerna:

I det första fallet används ofta dekompilatorer, som i stort sett automatiskt återställer källkoden för ett program från dess binära kod. Om detta inte alltid är möjligt kan maskinkoden som kan bestämmas direkt från programmets binära kod med en demonterare också analyseras manuellt, vilket dock är en märkbar svårighet. Som regel är det inte möjligt att bestämma hela programmets källkod. B. Kommentarer aldrig och lokala objektnamn ingår sällan i den tillgängliga binära koden . Trots allt är resultatet ofta tillräckligt för respektive syfte, t.ex. B. för beteendeanalys av ett mjukvarusystem eller som ett hjälpmedel vid felsökning av ett fel.

Omvänd teknik är också ofta nödvändigt om exempelvis utvecklare av ett operativsystem som är fri programvara vill skriva en enhetsdrivrutin för en specifik enhet, eftersom den kunskap som krävs för detta i många fall är hemlig. Men här är det ofta tillräckligt att snusa till kommunikationen till och från enheten i fråga, det vill säga den andra metoden. Det är vanligtvis inte nödvändigt att demontera eller dekompilera en befintlig enhetsdrivrutin, till exempel från ett icke-fritt operativsystem.

Ett annat användningsområde är rekonstruktioner av källkoder av klassiska klassiker för övergivna datorspel , t.ex. B. Another World [1] [2] , för att bland annat kunna hamna till nuvarande plattformar.

I det tredje fallet talar man, till skillnad från omvänd teknik, om kodåterkoppling , särskilt under mjukvaruutvecklingsprocessen, när källkod som erhålls från en designspecifikation ändras manuellt och den modifierade källkoden överförs tillbaka till modellen för designspecifikation för att kunna bearbetas vidare där (särskilt för CASE -verktyg med en källa). Detta är också möjligt om det för avancerade och omfattande mjukvaruprojekt inte finns någon designspecifikation, till exempel i UML , och ska genereras senare. [3]

maskinteknik

Omvänd teknik används för olika uppgifter inom maskinteknik. Detta är en direkt följd av att det finns billiga 3D -skannrar med hög upplösning - i kombination med programvara som låser omvänd teknik mer och mer nära CAD -system. Samtidigt finns nu datorsystem tillgängliga som har tillräcklig datorkraft och minne för att bearbeta de datamängder som uppstår under digitaliseringen.

Omvända teknikprocesser - målsättning

Man kan skilja mellan olika processer inom reverse engineering.

Gemensamt för alla är att målet bestämmer vägen och är indelat i tekniska och produktionsrelaterade mål.

tekniska krav

Komponenten eller enheten är vanligtvis tillgänglig för processen som ett fysiskt objekt. Historiska system använder gamla skisser och foton. Det är viktigt att förstå hur komponenten fungerar och vilka tekniska krav som ställs. De tekniska kraven inkluderar vilka krafter som överförs via komponenten, vid vilka temperaturer komponenten används, vilken nötning den utsätts för etc. Summan av dessa krav resulterar i målet mot vilket resultatet av omvänd konstruktion måste mätas.

Tillverkningskrav

Den andra aspekten är tillverkningskraven, det är inte alltid ekonomiskt att tillverka den nya komponenten med samma tillverkningsprocess som originalet. Det är ofta inte värt att skapa en gjutform för små mängder om de tekniska kraven gör att denna komponent kan tillverkas som en fräst komponent.

Alla andra processer följer denna första process av teknisk och produktionsrelaterad måldefinition.

Skanna till utskrift

Enkel plugg för en profil

Efter måldefinitionen, som bestämmer materialet som komponenten skrivs ut med, måste komponenten registreras fullständigt med en 3D -skanner eller en datortomograf. Omarbetning av 3D -modellen som skapas på detta sätt är vanligtvis nödvändig innan den kan skrivas ut. Områden som inte har skannats, till exempel sidan av en modell som ligger på ytan eller andra detaljer som inte syns, kan behöva kompletteras. Man måste också se till att ytmodellen är "vattentät", det vill säga att alla kanter är sammanlänkade, att alla ytorienteringar är homogeniserade och att det inte finns några hål i ytan. Slutligen måste justeringar som är specifika för utskriftsprocessen, till exempel stödstrukturer, läggas till. När denna upparbetning har slutförts kan modellen reproduceras på en lämplig 3D-skrivare.

Denna process kan endast användas för att producera enkla komponenter med låga krav. Att ändra data från 3D-skanningen är mycket tidskrävande och arbetskrävande. Denna process är därför inte ekonomisk för alla komponenter. Det kan till exempel användas för att tillverka reservdelar som inte längre är tillgängliga.

Omvänd konstruktion för reparationen

Denna process handlar om att tillverka en komponent med komplexa tekniska krav. För kapitalvaror som ett kraftverk, ett valsverk eller en kompressor används system som är 30 år och äldre än idag. Dessutom är några av tillverkarna av dessa specialmaskiner inte längre en del av marknaden.

I detta fall mäts komponenterna och skannas ofta med en 3D -skanner. Dessa data konverteras sedan till en parametrisk CAD -modell i lämplig programvara. På grund av komponentens slitage, såsom slitage och skalning, är det lite konst att inse hur måtten på den ursprungliga delen var. Denna metod används ofta speciellt för profilerna av turbinblad och kanalerna för pumpar och turbiner, eftersom dessa profiler är definierade över flera spline-tvärsnitt.

Med denna process kan valfritt antal komplexa system produceras som genom användning av moderna material, beläggningar och bearbetningsmetoder kan vara bättre än originalet.

Denna process är perfekt för reparation av dyra maskiner där reservdelarna bara behövs några gånger.

Om denna process används inom ett reglerat område, såsom flyg-, läkemedels- eller livsmedelsindustrin, måste produkterna godkännas av den behöriga myndigheten efter omvänd konstruktion.

Omvänd konstruktion för serieproduktion

RE -serien produktion

Denna process går igenom stegen för omvänd konstruktion för reparationen. Efter att CAD -modellen har skapats med den specialiserade programvaran överförs den som en integrerad del till tillverkarens CAD -system. Detta säkerställer att komponenterna kan vidareutvecklas av en designer inom specialiserad programvara utan någon särskild kunskap.

Framåtvänd teknik

Framåtvänd teknik

Detta är fallet när två komponenter måste passa med hög precision. Den första komponenten skapas i en process som gjutning eller smide, där toleranserna endast påverkas marginellt. Den andra komponenten produceras vanligtvis på en CNC -maskin och måste kompensera för toleranserna för den första komponenten. En glidventil visas där huset gjutits och sliden nu produceras på ett sådant sätt att kammarna på det gjutna huset pressar sliden mot tätningen.

Omvänd konstruktion en lermodell

Än idag skapas modeller med vackra ytor av designers som använder en lermodell. Dessa modeller spelas sedan in med en 3D -skanner och byggs om med C2 -ytor i lämplig programvara. Än idag är bilkarosser tillverkade som lermodeller.

Omvänd teknik för systemintegration

Detta fall representerar ett undantag från den ursprungligen nämnda regeln för definition av mål. 3D -data krävs för att integrera ett nytt system i ett befintligt system. Data från 3D -skanningen används för att dokumentera det faktiska tillståndet. Ett nytt system är sedan utrustat med dessa data. Inom flygindustrin skannas kabinen ofta med en 3D -skanner för att planera en ny utrustningsvariant.

Andra användningsområden

Det finns ett antal andra applikationer där reverse engineering är eller kan användas:

  • Offline programmering av robotvägar för beläggning
  • Skapa vaxkärnor för gjutprocessen inom smyckesindustrin
  • Skalning av konstskulpturer som ska gjutas med en sandkärntryckt form
  • Anpassning av ortoser och proteser
  • Anpassning av implantat skapade med hjälp av tomografi och 3D -utskrift

Denna lista kan fortsätta på obestämd tid. Processerna är i huvudsak baserade på de processer som beskrivs ovan.

Kvalitetssäkring av omvänd teknik

Kvalitetssäkring är användbar för högkvalitativ omvänd teknik. Detta bör göras vid tre punkter i processen.

  1. Om det, precis som med turbinblad, finns ett stort antal förmodligen identiska objekt registreras flera blad med skannern. Dessa skanningar jämförs med varandra för att avgöra om alla objekt verkligen är identiska. Om så är fallet, förmedlas skanningarna och denna överförda skanning används för vidare omvänd teknik.
  2. Efter omvänd teknik jämförs den nya CAD -modellen med skanningsdata och en rapport skapas som visar var CAD -modellen avviker från 3D -skanningsdata.
  3. Efter produktionen registreras den nya fysiska modellen med skannern och jämförs med CAD -modellen som producerades i omvänd teknik.

Apotek, bioteknik och systembiologi

Inom kemiteknik och läkemedelsforskning har reverse engineering för generisk läkemedelsutveckling eller andra former av kunskapsöverföring praktiserats under en tid, vilket till exempel hjälpte läkemedelsindustrin i Indien att stiga. [4] I mars 2021 rekonstruerade forskare Stanford University , sekvenserna av mRNA-vacciner BNT-162b2 från BioNTech / Pfizer och MRNA 1273 av Moderna genom omvänd teknik och publicerade dem sedan på GitHub . [5] [6]

Inom systembiologi betecknar reverse engineering , även kallad nätverksinferens , identifiering av biologiska nätverk, i synnerhet genregleringsnätverk , med användning av både uppmätta biomedicinska och / eller molekylära biologiska data, i synnerhet data från genuttrycksanalys samt tidigare molekylärbiologisk kunskap.

Legala aspekter

programvara

Många företag förbjuder omvänd konstruktion av sina produkter genom motsvarande licensvillkor . Analysen av loggar påverkas inte juridiskt eftersom mjukvaran i sig inte är föremål för undersökningen. Dessutom är sådana licensklausuler i många länder i allmänhet giltiga eftersom användarna av lagen, den enda rätten har rätt att verifiera tillämpningen av säkerhet (se även trojansk häst ) eller felsöka en förvärvad programvara i reverse engineering för att genomgå. Den rena undersökningen av saker som tillhör dig kan tilldelas forskningsfriheten, så att motsvarande licensklausuler inte heller gäller.

Ofta tjänar sådana licensklausuler avskräckande syfte och ska därför förstås som ett ensidigt uttryck för vilja eller, beroende på formen, som ett profylaktiskt, ensidigt framlagt juridiskt yttrande, som kanske inte bekräftas och därför inte längre gäller i ett oberoende juridisk prövning. Inom mjukvarusektorn talar man ofta om den så kallade " Shrink Wrap License ", som generellt är tveksam i Tyskland.

I händelse av att en överträdelse upptäcks kan man dock ha förbundit sig att betala med avtalsstraff . Under vissa omständigheter kan man mycket väl ha legalt underkastat sig denna form av individuell avtalsbindning, varvid det mest handlar om prototyper eller små serier som fortfarande innehåller betydande mängder affärshemligheter . Av denna anledning beviljas rabatter ofta till förmån för köparen (i utbyte mot den minskade möjligheten att använda), eller man försöker täcka åtminstone en viss mängd verkliga risker för säljaren (t.ex. genom svek av hemligheter) av medel för ovannämnda avtalsstraff. Vidare används metoden för tillfällig utlåning också för känsliga objekt.

Kryptering och skymning har använts i datorteknik under lång tid, även om detta främst är avsett att försvåra omvänd teknik, men alltmer också för att det kan få de ändrade upphovsrättslagarna med avseende på kopieringsskydd och tillhörande påföljder att gälla. Ett exempel på detta är åtalet mot ryska Dmitry Sklyarov i USA enligt DMCA -lagstiftningen för avkodning av skyddade textdokument 2001 . I oktober 2003 tillät dock den amerikanska kongressen fyra tillägg till DMCA att passera, vilket bland annat definierade syftet med att arkivera digitala verk som ett tillfälligt undantag och återigen tillät de tekniker som krävs för detta, till exempel reverse engineering.

”3. Datorprogram och videospel som distribueras i format som har blivit föråldrade och som kräver originalmedia eller hårdvara som ett villkor för åtkomst. ... Registret har dragit slutsatsen att i den mån bibliotek och arkiv vill göra bevarandekopior av publicerad programvara och videospel som distribuerades i format som är (antingen för att det fysiska mediet som de distribuerades inte längre används eller eftersom användningen av ett föråldrat operativsystem krävs), sådan aktivitet är en icke -kränkande användning som omfattas av avsnitt 108 (c) i upphovsrättslagen. " [7]

I november 2006 godkände US Library of Congress ett permanent undantag från DMCA , vilket gör det möjligt att kringgå kopieringsskydd för programvara som inte längre säljs eller stöds av upphovsrättsinnehavaren ( abandonware ), så att arkivering och digitalt bevarande utan rädsla Åtalas. är möjligt. [Åttonde]

Om du använder resultatet av omvänd teknik för kommersiell replikering kommer du att konfronteras med det stora antalet industriella äganderättigheter (t.ex. plagiat ) på ett liknande sätt som är fallet med resultaten av helt normal oberoende forskning och utveckling kan vara (t.ex. genom patent ).

Teknik och elektronik

Omvänd konstruktion i syfte att replikera tekniska objekt syftar ofta till att minska utvecklingskostnader och risker och att kompensera för brist på egen kunskap. Det är därför ofta inte accepterat eller ens motsatt av den ursprungliga tillverkaren. Detta handlar också om produktansvar, eftersom imiterade produkter ofta saknar kvalitet. Originaltillverkare skyddar sig därför mot imitation genom att dölja eller lagligt skydda sin originalitet genom dold produktidentifiering (taggar). Kopian är alltid olaglig åtminstone om någon annans patent kränks eller om produkten är märkt som en originaldel. Men även om oskyddade idéer från andra används kan det finnas upphovsrättsintrång. [9] Mycket integrerade kretsar undviker omvänd konstruktion på grund av deras strukturstorlekar i nanometerområdet. Beteckningarna på de inbyggda integrerade kretsarna tas ofta bort från kretskort.

Omvänd teknik skiljer sig från teknisk omkonstruktion genom att den tekniska dokumentationen är tillgänglig för den senare och funktionen ska simuleras eller utökas med moderna medel. [9]

Se även

litteratur

  • Dennis Yurichev: Omvänd teknik för nybörjare. Online bok: http://beginners.re/ Tysk version: https://beginners.re/RE4B-DE.pdf
  • Pamela Samuelson, Suzanne Scotchmer: Law and Economics of Reverse Engineering. I: Yale Law Journal. Vol 111, nr. 7, maj 2002, s. 1575-1664. (PDF) ( Memento från 15 februari 2012 i Internetarkivet )
  • E. Eilam: Reversing: Secrets of Reverse Engineering. John Wiley & Sons, 2005, ISBN 0-7645-7481-7 .
  • HJ van Zuylen: REDO -kompendiet. Omvänd konstruktion för programvaruunderhåll. John Wiley & Sons, Chichester et al. 1993, ISBN 0-471-93607-3 .
  • Matthias Pierson, Thomas Ahrens, Karsten Fischer: Intellektuell äganderätt . Verlag Vahlen, 2007, ISBN 978-3-8006-3428-6 .
  • Marcus von Welser, Alexander González: Varumärkes- och produktpirateri, strategier och metoder för att bekämpa det. Wiley-VCH, 2007, ISBN 978-3-527-50239-4 .
  • Vinesh Raja, Kiran J. Fernandes: Reverse Engineering-An Industrial Perspective. Springer, 2008, ISBN 978-1-84628-855-5 .
  • Christine Schöne: Omvänd konstruktion för friformiga ytor i processkedjor inom produktionsteknik. Dr Hut, 2009, ISBN 978-3-86853-103-9 .

Individuella bevis

  1. ^ Blake Patterson: En fascinerande titt under huven på "Another World". toucharcade.com, 26 december 2011, öppnade 14 oktober 2013 .
  2. ^ Fabien Sanglard: "Another World" Code Review. fabiensanglard.net, 23 december 2011, öppnade den 14 januari 2013 (engelska): ” Jag tillbringade två veckor med att läsa och bakåtkonstruera ytterligare källkoden för en annan värld (” Out Of This World ”i Nordamerika). Jag baserade mitt arbete på Gregory Montoir "initial to C ++" initial reverse engineering från DOS -körbar. Jag blev förvånad över att upptäcka ett elegant system baserat på en virtuell maskin som tolkar bytekoder i realtid och genererar fullskärmsvektor för att producera ett av de bästa spelen genom tiderna. "
  3. P. Lempp, RJ Torick: Software Reverse Engineering: En metod för att återskapa pålitlig programvara. Fjärde årliga gemensamma konferensen om mjukvarukvalitet och produktivitet, Crystal City, VA; 1–3 Mars 1988.
  4. ^ Dinar Kale, Steve Little: Från imitation till innovation: utvecklingen av FoU -förmågor och inlärningsprocesser i den indiska läkemedelsindustrin . I: Teknologianalys och strategisk ledning . tejp   19 , nej.   5 , september 2007, ISSN 0953-7325 , sid.   589-609 , doi : 10.1080 / 09537320701521317 ( tandfonline.com [ besök 30 mars 2021]).
  5. ^ Matthew Gault: Stanford Scientists Reverse Engineer Moderna Vaccine, Postnummer på Github. I: Vice. 29 mars 2021, åtkomst 30 mars 2021 (amerikansk engelska).
  6. NAalytics: NAalytics / Assemblies-of-putative-SARS-CoV2-spike-encoding-mRNA-sekvenser-för-vacciner-BNT-162b2-och-mRNA-1273. I: GitHub. 23 mars 2021, åtkomst 30 mars 2021 .
  7. Undantag från förbud mot kringgående av upphovsrättsskyddssystem för teknik för åtkomstkontroll (PDF)
  8. Emma Boyes: Avstå från nu lagligt. gamespot.com, 27 november 2006, öppnade 11 januari 2013 .
  9. a b https://sciencing.com/what-is-the-difference-between-reverse-engineering-and-re-engineering-12749441.html Vad är skillnaden mellan Reverse Engineering och Re-Engineering? on Sciencing , åtkomst 4 november 2019