غالبًا ما يشار إلى هذه الأداة بالتحليل العكسي ويُنظر إليها على أنها نشاط أساسي في الصناعات التي تهدف إلى دراسة منتج معين, جهاز, أو النظام. ويشمل عملية تمزيق الجسم إلى أجزاء بحيث يتم تكوين أفكار حول بنائه, أجزاء, ويمكن إدراك الاستخدام. يمكن أن يكون مفيدًا لعدة أسباب بما في ذلك تحسين المنتجات, نسخ التصاميم, أو إصلاح المشاكل. هنا في هذا المقال, سنناقش ما هي الهندسة العكسية, لماذا يتم استخدامه, حيث يتم استخدامه, العمليات المستخدمة في الهندسة العكسية, والأدوات المستخدمة.
ماذا تعني الهندسة العكسية?
الهندسة العكسية تعني تشريح المنتج, جهاز, أو نظام لفهم وظائفه, بنيان, أو حتى الجماليات. يمكّن التحليل الفرد أو المؤسسة من إعادة بناء منتج أفضل نتيجة للحصول على معلومات مهمة من المنتج المحدد. يتم تطبيق هذه العملية لمعرفة كيفية عمل هذا التصميم أو فشله, تحديد العيوب, أو تنفيذ تصميم في ظل ظروف فقدت فيها الإرشادات الأولية.
كيف تعمل عملية الهندسة العكسية?
الهندسة العكسية هي عملية معقدة يتم تنفيذها في عدة خطوات لتحليل التصميم, عناصر, وتشغيل نظام أو منتج معين. تختلف العملية حسب نوع الهندسة العكسية (برمجة, الأجهزة, أو أنظمة أخرى), ولكن عادةً ما يتبع مجموعة مماثلة من المراحل:
1. جمع البيانات وإعدادها
النشاط الأول في عملية الهندسة العكسية هو مجموعة الكائنات أو النظام الذي سيتم إجراء هندسة عكسية له. في الهندسة العكسية للبرمجيات، يمكن أن يكون ذلك في شكل الحصول على التعليمات البرمجية المترجمة بينما في الهندسة العكسية للأجهزة، يمكن أن يشمل ذلك تفكيك أجزاء الأجهزة. في التقييم, يقوم المهندسون أيضًا بجمع أي مؤلفات موجودة, بما في ذلك الأدلة, رسومات, أو متطلبات التصميم لشرح الوضع.
2. التفكيك أو التفكيك
الخطوة التالية هي تحليل النظام إلى مكوناته. الخطوة الأولى في استخدام النظام هي عرض النظام بشكل عام. في الهندسة العكسية للبرمجيات, يأتي هذا في شكل فك البرنامج أو تفكيكه, لإلقاء نظرة على هندسته المعمارية. للأجهزة, قد يتضمن ذلك تفكيك المعدات فعليًا, أو ربما تشريحها لفحص لوحات الدوائر ومكوناتها. ويعتبر هذا بمثابة محاولة لوضع الإطار التأسيسي للنظام.
3. التحليل والفهم
بينما يأخذ المهندسون العكسيون وقتهم ويحاولون العثور على أفضل استراتيجية لتحقيق اللامركزية في النظام، فإنهم في نفس الوقت يحاولون أيضًا تحديد كيفية عمل أجزاء النظام. للبرمجيات, قد يشمل تحليل تدفق تنفيذ التطبيق, وظائف العزل, الضوابط, وكذلك نقاط الضعف المحتملة في كود التطبيق. في الأجهزة, يدرس المهندسون عمل المكونات والعلاقات التي تربطهم ببعضهم البعض: غالبًا ما يتم استخدام استخدام أجهزة قياس الذبذبات والمحللات المنطقية للحصول على نظرة عامة على الظواهر في الوقت الفعلي.
4. تحديد النمط والوظيفة
في هذه المرحلة, يبحث المهندسون العكسيون عن أنماط لكيفية عمل النظام. في البرمجيات, قد يكونون قادرين على وصف الميزات الرئيسية, المدخلات والمخرجات, والمعالجة في النظام. حول الأجهزة, وقد يستلزم ذلك إعادة تتبع اتصالات الدوائر أو تحديد كيفية عمل أجزاء معينة من الجهاز (بما في ذلك المقاومات, المكثفات, أو المعالجات) العمل مع بعضهم البعض. غالبًا ما تكشف هذه الخطوة أيضًا عن وظائف أخرى, الخصائص والميزات المدفونة في كثير من الأحيان, وفي كثير من الأحيان السلوكيات والمخرجات الأخرى.
5. الاختبار والتحقق من الصحة
في حالة البرمجيات, قد يعني ذلك استخدامه في إعداد اختبار لتحديد المزيد من نقاط الضعف الغامضة في تشغيله. في حالة الأجهزة, يمكن أن يعني الاختبار أن العنصر قد تم تفكيكه ثم إعادة تجميعه, وتستخدم لتحديد كيفية تغير أدائها عند تغيير المتغيرات الأخرى مثل الجهد أو التردد. تساعد هذه المرحلة في التحقق من النتائج وتضمن عدم ترك أي جزء دون أن يلاحظه أحد.
6. التوثيق وإعداد التقارير
يتم التوثيق بعد إجراء التحليل والتحقق من الصحة في عملية الهندسة العكسية. في البرمجيات, قد يعني هذا رسم صور حول كيفية عمل البرامج, وأي عيوب كما ذكر أعلاه, تم العثور عليها. قد يتطلب محتوى البرامج المتخصصة رسم التصميم المادي للأجهزة, أو رسم مخطط للجهاز المراد تثبيته. يعد التوثيق مهمًا جدًا لتتمكن من قراءة النظام الذي تمت هندسته عكسيًا في المستقبل لإجراء الإضافات أو التغييرات.
7. الأخلاق والقانون (نحن) (خياري)
في كل مرة تتضمن عملية الهندسة العكسية مواد مطورة محمية ببراءة اختراع أو محمية بحقوق الطبع والنشر, يجب على المهندسين النظر في تحليل الآثار الأخلاقية والقانونية. وهذا يعني على سبيل المثال التأكد من أن الهندسة العكسية تتم بشكل قانوني (البحوث الأمنية, التوافق, بصلح…) وأن لا يتم انتهاك حقوق الملكية الفكرية.
أنواع الهندسة العكسية
فيما يلي بعض الأنواع المهمة من الهندسة العكسية:
1. التحليل الساكن
إنها عملية فحص الكود أو بنية النظام دون تشغيله. يهتم التحليل الثابت بمراجعة الكود الثنائي أو المصدري للبرنامج بهدف دراسة تصميمه, بنيان, والتشغيل. فهو يسهل اكتشاف نقاط الضعف والأنماط الأساسية عندما لا يتم تنفيذ التطبيقات بعد.
2. التحليل الديناميكي
يتضمن فحص سلوك النظام عند الاستخدام. بينما يركز التحليل الثابت على الكود, دون تنفيذها, يراقب التحليل الديناميكي كيفية عمل البرنامج, مما يسمح له باكتشاف أخطاء وقت التشغيل أو بعض الميزات "المخترقة"..
3. التحليل الهجين
كل من أنواع التحليلات الثابتة والديناميكية. وهو يعمل من خلال الجمع بين النهج, مما يزيد من فرصة الحصول على الحد الأقصى من البيانات حول كيفية تصميم النظام وكيفية عمله. يُستخدم التحليل المختلط بشكل خاص في المهام الأكثر تعقيدًا, بما في ذلك تحليل البرامج الضارة, حيث يكون الكود والسلوك في الوقت الفعلي تقريبًا ضروريين.
4. التحليل الثنائي
يتعلق هذا بتفكيك الملفات القابلة للتنفيذ المجمعة مسبقًا والتأكد من كيفية عمل النظام الذي لا يتوفر له كود مصدر. يمكّن التحليل الثنائي المهندسين العكسيين من التأكد من عملية التفكير في إنشاء الملف القابل للتنفيذ, التأكد من الثغرات الأمنية, و, ربما, إجراء عمليات الاسترداد اللازمة.
5. تفكيك
عملية يتم فيها استخدام اللغة ذات المستوى الأدنى، أي., تتم ترجمة الكود الثنائي إلى كود اللغة عالي المستوى. بسبب عدم توفر كود المصدر الأصلي, يستخدم العديد من المهندسين فك التشفير لفك منطق البرنامج حيث يتعين عليهم فك البرنامج. تتضمن الأساليب الحالية لاستخدامه الهندسة العكسية للبرامج وتحليل البرامج الضارة.
ما هو الغرض من الهندسة العكسية?
وترد أدناه أغراضها الرئيسية:
- تحسين المنتج: تمكن الهندسة العكسية إحدى الشركات من إلقاء نظرة على منتج منافس, العثور على العيوب, وتغييرات المنتج لتعزيز المنتج, وتحسين الوظيفة, أداء, و أو الكفاءة.
- تكرار المنتجات: يسمح بتنفيذ إنتاج مماثل عندما لا يمكن العثور على التصميم الأولي, على سبيل المثال, عندما تكون هناك حاجة إلى بدائل أو عند إنتاج نسخ من منتجات مماثلة في السوق.
- تعزيز التصميم: يساعد تحليل المنتج الحالي المهندسين على تحديد بعض المجالات التي قد تثير أفكارًا لتطورات أو تحسينات النموذج الحالي.
- استكشاف الأخطاء وإصلاحها والإصلاح: تعتبر الهندسة العكسية مفيدة أيضًا لاستكشاف مشكلات المنتجات أو الأنظمة وإصلاحها; ويمكن نسخ المكون المعيب وإعادته إلى الجهاز الأصلي لإصلاحه.
- نقل المعرفة والتعلم: ومن أهم مزايا مثل هذه المواقع قدرة الشركات على البحث عن المنتجات أو التقنيات المنافسة.
بعض الأمثلة الشائعة للهندسة العكسية
تُستخدم الهندسة العكسية على نطاق واسع في العديد من القطاعات بدءًا من القطاع العسكري وانتهاءً بالبرمجيات والميكانيكا. وهنا بعض الأمثلة:
1. التطبيقات العسكرية
تكتسب القوة العسكرية أحيانًا معدات أو أسلحة تم الاستيلاء عليها. ويمكن استخدامها لدراسة نقاط الضعف التي يمكن استغلالها في حالة وقوع هجوم. يمكن للرجال العسكريين والتقنيين اكتشاف مبادئ كيفية عمل تقنيات الأعداء من خلال الهندسة العكسية. وهذا يمكنهم من البحث عن المناطق التي يمكن أن يتم صدمها أثناء العمليات القتالية أو العمل عليها للتوصل إلى مناطق جديرة بالاهتمام.
2. التطبيقات الطبية
من خلال دراسة العلاقات بين الجينات لاستنتاج مسارات التغذية الأمامية المعقدة. يمكن للمحققين التعرف على شبكة الأمراض والتنبؤ بالمواقع المحتملة للعلاج. كما تمكن الهندسة العكسية الباحثين من تحليل كيفية ترابط الجينات المنتجة وتأثيرها على العمليات البيولوجية الأساسية. يمكن للأشخاص العاديين معرفة تفاصيل حول تطور المرض والنتائج المتعلقة بالتفاعلات الدوائية وتوقعات سير المرض للمريض. مثل هذه المعلومات تضع الأساس للعلاجات العقلانية.
3. هندسة البرمجيات
في هندسة البرمجيات, تعتبر الهندسة العكسية ذات أهمية خاصة عندما تكون رموز المصدر مفقودة. في مثل هذه الحالات, يمكن للمطور استخدام الهندسة العكسية لدراسة عمل نظام برمجي موجود. على نفس المذكرة, تساعد الهندسة العكسية في استعادة الخوارزميات, هياكل البيانات, وأنماط التصميم المستخدمة في المشروع الماضي وبالتالي تسهيل الاستخدام في المستقبل.
4. الهندسة الميكانيكية
عندما يفشل جهاز ميكانيكي, قد يكون من المفيد إجراء هندسة عكسية للجهاز في محاولة لفهم الميزات التي تسبب الفشل. من هنا, يمكن للمهندسين التعرف على كيفية تصميم الجهاز وتصنيعه من خلال دراسته بشكل مجزأ. فهي تمكنهم من تحديد مناطق الضعف أو التوتر التي يمكن أن تؤدي إلى المشكلة في المقام الأول.
مزايا الهندسة العكسية
فيما يلي مزايا الهندسة العكسية:
- وفورات في التكاليف: وذلك لأنه من خلال نسخ منتج أو جزء منه, فمن الأسهل على الشركات توفير تكلفة التصميم بالإضافة إلى تكاليف التصنيع الفعلية.
- ابتكار: يتم استخدامه لإجراء تحسينات على المنتجات الحالية وإنشاء مفاهيم جديدة من التقنيات القديمة.
- استكشاف الأخطاء وإصلاحها: يمكن توجيه أصابع الاتهام إلى فشل النظام أو مشاكل الأداء.
- الحافة التنافسية: يساعد الشركات على متابعة اتجاهات السوق, التعرف على منتجات المنافسين.
- تخصيص المنتج: يقوم بتغيير المنتجات وتخصيصها لتناسب تجربة المستهلك بطرق يمكن أن تكون أكثر فعالية.
التحديات المرتبطة بالهندسة العكسية
قضايا الملكية الفكرية: تؤدي الهندسة العكسية عادةً إلى نزاعات حول قضايا مثل براءات الاختراع وحقوق النشر.
- تستغرق وقتًا طويلاً: هذه العملية تستغرق وقتا طويلا, المنتج معقد, وقد يستغرق وقتا طويلا.
- عدم دقة: هناك بعض العيوب في البيانات ذات الهندسة العكسية: جمع البيانات قد لا يكون شاملاً، وقد لا تكون البيانات صحيحة.
- أدوات باهظة الثمن: تجدر الإشارة إلى أن أدوات وبرامج الهندسة العكسية باهظة الثمن إلى حد ما.
- المعضلات الأخلاقية: قد تواجه أي منظمة تستخدم تصميمات الهندسة العكسية بعض التحديات الأخلاقية.
بعض الاستخدامات الشائعة للهندسة العكسية
- تصنيع: استبدال أجزاء الماكينة البالية أثناء الإنتاج أو إصلاح الماكينات القديمة التي ربما أصبحت معطلة.
- تطوير البرمجيات: إصدار تصحيحات البرامج لمعالجة الإصدارات البديلة الموجودة أو المتوافقة مع المشكلات الأمنية.
- هندسة السيارات: شرح أجزاء السيارة المختلفة للإصلاح أو التعديل.
- الفضاء الجوي: عندما يقوم المصنعون بتفكيك الطائرات لإجراء رحلات تجريبية أو محاولة تصحيح بعض العيوب في أجزاء معينة من الطائرة، يتعين عليهم إجراء هندسة عكسية للأجزاء المحددة.
- مستهلكى الكترونيات: تقسيم النماذج الأولية إلى تصميم أجهزة مماثلة أو تعزيز كفاءة الجهاز.
خاتمة
يتم استخدام الهندسة العكسية على نطاق واسع وهي نشاط مشترك بين الصناعات ينطبق على السيارات, إلكترونيات, برمجة, إلخ. بالطبع, مع فرص كبيرة لخفض التكاليف, حل المشكلات المبتكر, واكتشاف الأخطاء, تنشأ القضايا القانونية والأخلاقية. معرفة الأنواع الممكنة من الهندسة العكسية, طُرق, ومجالات الاستخدام يمكن أن تجعل الشركة تستخدمه بفعالية وتتجنب المخاطر المحتملة. اتصل بنا للمزيد من المعلومات.
التعليمات
ما هو دور الهندسة العكسية في الأمن السيبراني؟?
ويستخدم هذا في اكتشاف المخاطر, والبرامج الضارة المفهومة, وفي عملية تصميم آليات الدفاع.
هل يمكن تطبيق الهندسة العكسية على إنتاج السلع المقلدة؟?
بالطبع, يمكن استخدامه لإنتاج منتجات مزيفة, على الرغم من أن هذه العملية محظورة وغير أخلاقية.
هل جميع البرامج قابلة لإعادة البناء من الناحية الجنائية?
سيكون من المناسب ملاحظة أنه على الرغم من أن معظم البرامج يمكن إجراء هندسة عكسية لها إلى حد ما. لكن, مستوى الصعوبة الذي تمت مواجهته ليس مشابهًا. قد يكون من الصعب جدًا تحليل البرامج التي تم تشفيرها بإحكام أو تعبئتها بطبقات عديدة من التشفير.
