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逆向工程流行技术

2018/06/19168 作者:佚名
导读:比较流行的逆向工程技术便是PCB抄板与芯片解密了。PCB抄板,又称为电路板抄板,电路板克隆、复制,PCB逆向设计或PCB反向研发,即在已经有电子产品实物和电路板实物的前提下,利用反向研发技术手段对电路板进行逆向解析,将原有产品的PCB文件、物料清单(BOM)文件、原理图文件等技术文件以及PCB丝印生产文件进行1:1的还原,然后再利用这些技术文件和生产文件进行PCB制板、元器件焊接、飞针测试、电路板

比较流行的逆向工程技术便是PCB抄板与芯片解密了。PCB抄板,又称为电路板抄板,电路板克隆、复制,PCB逆向设计或PCB反向研发,即在已经有电子产品实物和电路板实物的前提下,利用反向研发技术手段对电路板进行逆向解析,将原有产品的PCB文件、物料清单(BOM)文件、原理图文件等技术文件以及PCB丝印生产文件进行1:1的还原,然后再利用这些技术文件和生产文件进行PCB制板、元器件焊接、飞针测试、电路板调试,完成原电路板样板的完整复制。芯片解密,又称为IC解密,单片机解密,就是通过一定的设备和方法,直接得到加密单片机中的烧写文件,可以自己复制烧写芯片或反汇编后自己参考研究。单片机攻击者借助专用设备或者自制设备,利用单片机芯片设计上的漏洞或软件缺陷,通过多种技术手段,从芯片中提取关键有用信息,获取单片机内程序,这就叫芯片解密。

逆向工程研究发展

研究

1980年始欧美国家许多学校及工业界开始注意逆向工程这块领域。1990年初期包括台湾在内,各国学术界团队大量投入逆向工程的研究并发表成果。 逆向工程的硬件最早是运用仿制加工设备,制作出来的成品品质粗糙。后来有接触式扫瞄设备,运用探针接触工件取得产品外型。再来进一步开发非接触式设备,运用照相或激光技术,计算光线反射回来的时间取得距离。

逆向工程软件部分品牌包括Surfacer(Imageware)、ICEM、CopyCAD、Rapid Form等。逆向软件的演进约略可区分为三个阶段。十一年前在逆向工程上,只能运用CATIA等CAD/CAM高阶曲面系统。市场发展出两套主流产品技术日渐成熟,广为业界引用。发展出不同以往的逆向工程数学逻辑运算,速度快。

发展

逆向工程所需的技能 逆向工程在台湾的发展轨迹持续在进行,工研院曾写过一套逆向工程软件,学术界不少研究团队也将逆向工程领域作为研究主题,开发出具不同功能的系统软件,但是最后这些软件都没有真正落实到产业界应用。工研院的团队后来也结束逆向工程研究,转而开发其它主题。原有的研发成果后继无人,殊为可惜。

1998年,NEWPOWER启动了逆向工程的一些项目,要求是把客户的现有源代码转变成设计, 如果需要的话,进一步转化成产品需求规约。这恰恰与类似于V模型的标准开发过程模型相逆。这样一来,客户就可以容易地维护他们的产品(需求,设计,源代码等等),而不需要想以前那样,每次改动产品都需要直接修改源代码。

是指从实物上采集大量的三维坐标点,并由此建立该物体的几何模型,进而开发出同类产品的先进技术。逆向工程与一般的设计制造过程相反,是先有实物后有模型。仿形加工就是一种典型的逆向工程应用。逆向工程,逆向工程的应用已从单纯的技巧性手工操作,发展到采用先进的计算机及测量设备,进行设计、分析、制造等活动,如获取修模后的模具形状、分析实物模型、基于现有产品的创新设计、快速仿形制造等。

通俗说,从某种意义上说,逆向工程就是仿造。这里的前提是默认我们传统的设计制造为“正向工程(当然,没有这种说法)”。

软件的逆向工程是分析程序,力图在比源代码更高抽象层次上建立程序的表示过程,逆向工程是设计的恢复过程。逆向工程工具可以从已存在的程序中抽取数据结构、体系结构和程序设计信息。

逆向工程系统

研究或应用中的系统可分以下几类:

逆向工程在编程中的应用从二进制到源码 (1)针对具体应用开发的系统开发了一种针对机械零件识别的逆向工程系统,此系统只能识别由平面组成的零件。开发了基于微机的逆向工程系统主要用于仿制空军部门淘汰的零件。

(2)专用曲面拟合软件系统曲面拟合是逆向工程的关键过程,开发了拟合3D激光扫描数据的软件包,数据点被交互的划分区域,拟合曲面输入通用CAD系统进行相交、延伸、过渡、建立完整的CAD模型。此系统只处理标准的二次曲面。

(3)与商用CAD系统的结合有些系统直接把数字化系统与商用CAD系统结合,Kwok开发的系统将CMM与AutoCAD结合起来,每测一个点的坐标,自动转化为IGES格式,系统具有实时可视化功能。

(4)测量与拟合的集成

以上系统中数字化与曲面拟合是两个分离的过程,为了提高测量精度,用拟合结果指导测量,减少测量数据,出现了测量与拟合的集成系统。Liang-Chia提出的集成系统,首先由用户交互地划分测量边界,每个面片的测量中实时进行B2样条曲面拟合,用拟合结果进行下一个测量点的位置预测,用实测值与预测值的误差控制测量精度和拟合精度。

(5)与快速原形制造的结合

缩短产品制造的周期是逆向工程的目的之一,出现了数字化系统直接用子制造的逆向工程与快速制造的集成系统,Jones C开发了由激光扫描结果产生螺旋线数控加工路径的系统。

逆向工程关键技术

当前使用的逆向工程系统存在以下不足之处:

(1)大多数系统是针对具体的应用而开发,数据处理往往针对特定的测量设备、测量对象,通用性差。

(2)曲面拟合系统大多是对于代数二次曲面,对自由曲面,特别是由大数据量散乱点拟合自由曲面,系统一般没有此功能

(3)数据区域分割往往要交互操作,降低了CAD建模的速度,自动化程度低;

(4)系统集成化程度低,有些系统只侧重与曲面的拟合,有些系统只侧重于与特定制造技术的结合,系统只包含简单几何数据,不符合现代设计制造的并行思想。

3.2发展方向及关键技术

几何建模是逆向工程的关键环节,同时也是影响逆向工程速度的瓶颈问题,因此,提高逆向工程几何建模的自动化程度和通用性是逆向工程研究的一个重点方向。这是一种逆向工程几何建模自动化系统,具有体现设计意图的特征建模的特点,数据点的组织方式不限,输出的B-rep模型与现有商用CAD系统完全兼容。系统的关键技术在于特征的自动提取、组合自由曲面的光滑连接。

提高系统的集成性,有些情况CAD 模型并不是必需的,或者为了最快的制造产品,需要数字化系统与CMM 的直接结合;另外,有些产品(例如注塑模、注塑件的设计)需要多次进行CAE 分析,由数据点直接产生CAE 模型,可极大地提高产品的设计、分析过程,在上一节已有一些集成系统的应用实例,大多是根据具体情况的部分集成,邢渊提出了完整的逆向工程集成系统框架,具有CAD、CAE、CAM 多个数据接口,采用了面向对象的集成方法。关键技术是通用、开放的产品数据库结构。

三坐标测量可分为接触式测量和非接触式测量两大类。接触式测量方法通过传感测量头与样件的接触而记录样件表面的坐标位置,可以细分为点触发式和连续式数据采集方法。对于航空航天、汽车等行业,大型样件的测量一般可以选用接触式测量,以满足精度要求。因为,接触式测量中的点触发式测量可以通过人为规划,使得在大曲率或曲率变化剧烈的区域获得较多的测量点,而在相对平坦的区域则可以测量较少的点。结合造型方法,人工对被测物体进行区域规划,测量对物体形状起关键作用的特征线和曲线网格,数据点可以根据需要组织成模型重建软件所需要的形式,然后根据特征线及曲线网格重建物体的CAD模型,减少了数据处理的难度和工作量。其唯一的缺点是测量效率较低。

非接触式测量方法主要是基于光学、声学、磁学等领域中的基本原理,将一定的物理模拟量通过适当的算法转化为样件表面的坐标点。例如:声纳测量仪利用声音遇到被测物体产生回声的时间计算点与声源间的距离;激光测距法是将激光束的飞行时间转化为被测点与参考平面间的距离。非接触式测量使测量效率得到了极大提高,某些光学测量机可以在数秒钟内得到几十万个数据点,因而在测量过程中可以大大减少人工测量规划,在整个样件表面快速采集大量的密集点集。由于操作简便,以激光测距法为代表的非接触式测量技术近两年来,发展迅速,应用普及面越来越广。不过,非接触测量获得的海量数据的数据量非常庞大,常有几十万、上百万,甚至更多。必须配合较强功能的逆向软件和高性能的计算机设备,才能顺利使用。不过,根据摩尔定律,计算机硬件的性能迅速提高,软件技术也今非昔比,基于光学的非接触式测量方法和三坐标测量设备在逆向工程中得到了更为广泛的应用。

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