第一百三十九章 栈缓冲区溢出
第一百三十九章 栈缓冲区溢出
第二天，学校食堂。
SAM三人组又聚在了一起共同进餐。
亚瑟和马修两人脸上的伤痕如果不注意看的话已经看不出来，浮肿也完全消失，他们都称赞林鸿的“云南白药”非常神奇。
在他们的桌子上，摆放着三个TI-82型计算器，他们一边吃饭，一边不时地看看桌上的计算器，有时候还互相对视而笑，脸上虽然疲倦，但眉目之间却露出非常兴奋和自豪的神色。
这三个计算器，正是已经被成功破解了的计算器！
迅速吃完之后，马修马上拿起了自己的那个计算器，在上面按了几下，调出一个目录，然后运行其中的程序，整个计算器液晶屏顿时一刷新，只见一个右边一个小小的黑色长条开始慢慢从右至左开始移动，马修将计算器侧了过来，开始津津有味地玩了起来。
昨天，竟然有直接在BBS上就将TI-82计算器的电路图纸直接发布在上面，所以，德州仪器邮寄的资料，实际上已经意义不大了。那个人就是德州仪器公司的工程师，他在上面回答了许多用户提出的问题，并且说欢迎大家提出改进建议，他会向公司提交反馈内容。
由于提前拿到了图纸，破解的事情立刻提上了日常，兴奋之下的三人根本没有心思睡觉，他们做了一个重要决定，那就是一定要赶在返校舞会到来之前，将计算器破解出来。
他们分工合作，马修和亚瑟负责设计出一个有意思的软件或者游戏，而林鸿则负责计算器的破解，等破解出来之后，就移植到计算器上面，给大家来一个巨大的惊喜。
由于有了BBS上那些帖子的基础，林鸿已经对破解计算器有了非常大的把握，他最终让亚瑟拿出工具箱，将计算器给拆了开来，对照电路图仔细研究了计算器的硬件结构。
最终林鸿确定，并不需要对计算器进行硬件方面的修改，就完全可以突破德州仪器公司在固件上设置的限制枷锁。
这是因为在其中一个帖子中，有一个用户描述了他发现的一个现象，按照他给出的几个按键顺序和方式，就可以让计算器进入一个特殊的模式——“DEBUG-N”。不过那个用户的这个回复贴很快就被紧接而来的其他回复给淹没了，只有很少人才注意到了他的这个回复。
因为林鸿需要对计算器进行破解，所以他对立面的所有回复都比较关注。这个用户的回帖他非常重视，专门用自己的计算器按照对方描述的顺序，完整地操作了一番，然后再将计算器连接到计算机上面进行了一系列测试，结果惊喜地发现，这个模式似乎是德州仪器公司的工程师在开发过程中用来调试用的，在这个模式下，用户对计算器的操作拥有很大的权限。
这绝对是个好消息，原本林鸿还以为需要对硬件进行改动，现在有了进入这个模式的方式，他完全可以直接不通过硬件，仅从软件上的漏洞就可以直接对这个计算器进行破解。
经过一个晚上的奋战，林鸿最终成功了。
他找到了一个计算器里面的栈缓冲区溢出，从而成功地往里面写入了自己的代码，突破了固件系统对用户操作空间权限的限制。
程序在运行过程中，为了临时存取数据的需要，一般都要分配一些内存空间，通常称这些空间为缓冲区。
这个区域一般是可以进行数据存储和删除操作的，保护级别并不严格。而在缓冲区之外，在存在着其他一些系统内核数据区域，存放的数据都是系统中非常重要的数据，一旦那些数据被修改，整个系统就可能发生崩溃，当然，也有可能出现其他意想不到的结果。
所以这些系统内核数据区域是被严格限制和保护的，用户不能对其进行操作。
栈是一种特殊的数据结构，特点是先入后出。就像一条死胡同，大家排队进去，满了之后停止进入，然后再一个一个排着队出来，先进去的那个人，最后才出来。这种数据结构生活中也有不少例子，例如交试卷，先交的人一般要到最后才会被老师看到，还有就是以前KTV里面点歌系统，先点歌的人，反而排在最后面唱。
按理说，德州仪器的工程师在编写程序的时候，是需要对压入栈里面的数据长度进行检查的，一旦这个栈已经满了，就必须停止对其再进行压入，否则就会产生溢出。
而林鸿找到的这个栈缓冲区，正是那些工程师编写代码的时候不严谨，忘记对这个栈进行长度检查，于是林鸿一直往其中压入数据，等它满了也不管，继续压入，于是便发生了栈内存溢出。
溢出便意味着栈缓冲区之外的单元会被改写，而假如这些数据单元里面存储的数据是有用数据的话，就会产生意想不到的后果，最常见的后果就是程序崩溃，通常情况下，这只能算是程序的一个BUG，但是当向这些栈中压入经过进行设计的数据，就不仅仅是BUG了，而是成为了可供黑客利用的漏洞。
林鸿正是精心设计好了一个小程序，然后将其编译成机器码，先是向他找到的那个栈中压入一些无效的数据，精确计算这些数据的长度，等达到一定长度之后，再将他设计好的数据给压入进去，让其发生溢出，覆盖缓冲区之外的区域，这样当固件系统运行到这里的时候，就会成功地调用执行他的这个程序……
于是，这个严密的堡垒便被林鸿给成功攻克了。
这个过程，说起来看似简单，实际上却是经过林鸿无数次测试才找到的，为了精确计算栈的长度，他至少反反复复重复了五十遍以上的数据压入过程，而为了能够让自己的这个程序能够顺利接管固件的运行流程，其中所花费的时间和精力，也是无法三言两语描述得清楚的。
林鸿将其成功破解之后，兴奋之下，忘记了别人不像自己根本不用睡觉，当时就立刻敲响了亚瑟的房门，幸好他们刚刚睡下不久，听到他这么快就将计算器给破击出来了，原本已经瞌睡得睁不开眼睛的两人顿时精神一振，将睡意抛到了九霄云外。
立刻想要看一下破解之后的成果，可是接下来难题又来了——没有合适的可以运行在上面的软件。
之前他们两个讨论了很久，始终无法确定第一个软件该编写什么功能。亚瑟比较倾向于做一个实用性的软件，例如可以辅助学生在学校的学习，而马修则倾向于编写一个有意思的游戏。
两个人的意见不能统一，时间就在他们不断地争辩中流逝，结果什么东西都没做出来。
现在机器已经出来了，却没有合适的软件，真是够郁闷的。
这个时候，马修提出，先编写一个相对比较简单的游戏跑起来再说，得到了林鸿和亚瑟的一致认可。
三人商量了一下，最终决定将俄罗斯方块这个游戏移植到计算器中。
俄罗斯方块是苏联科学家阿列克谢·帕基特诺夫一个经典游戏，它看似简单但却变化无穷，令人上瘾。1988年在美国上市之后，立刻获得了巨大的商业成功，受到了男女老少所有人的欢迎，成为一款极为经典的大众游戏，没有任何一款游戏能够与其媲美。
亚瑟之前在学习编程的时候，曾经独立开发过这个游戏，有现成的源代码，移植起来的难度并不大。
于是，他们又将阵地转移到了林鸿房间，因为他这台机器可以模拟Z80CPU的运行环境，将亚瑟之前编写的那个源程序进行简单的修改和优化之后，就将其编译成为了一个可在计算器里面执行的文件，然后通过数据线传输到了计算器存储空间中。
刚开始的几次运行都出了点问题，但是这是很正常的情况，移植到另外一个平台，如果能一次性就成功，那就太夸张了，就算是再牛逼的程序员，有时候也是会犯一些低级错误的，例如变量名称写错，忘记写分号之类的，这是很正常的情况。只要根据调试信息，有针对性地进行修改就行了。
编写程序就是这样，调试、运行、再调试……
不断地和各种错误和BUG做这斗争，直到最终顺利通过的那一刻！
在进行过十几次不断地来回调试和传输程序的过程之后，亚瑟的俄罗斯游戏终于顺利地在TI-82上运行了！
马修第一时间将计算器抢了过来，然后开始玩了起来。
玩俄罗斯方块游戏，只需要至多五个按键就可以，三个方向键，一个键用来变换，另外一个键则用来加速。而计算器上有几十个按键，足够了。
马修在玩了一会儿就发现，由于计算器显示屏高度太低，很容易就会被撑到顶，最终挂掉。
于是，他提出了改进意见，将显示方式向顺时针方向旋转90度，这样方块下落的路程就可以大大加长，可以降低难度。
于是，亚瑟又开始对游戏的源程序进行修改……
在整个过程中，林后都没再插手，他只是在旁边观看着亚瑟编写程序。
亚瑟的这个俄罗斯方块程序是用C语言进行编写的，林鸿来美国之后才开始接触这门编程语言，用得还不是很熟，今天看到亚瑟不断修改调试，也学到了不少东西。
他发现，亚瑟编写程序的时候，有一些细小的编程习惯值得借鉴和学习，例如在关键的地方给点注释、给代码语句多分行缩进，提高代码的可读性……等等。
在将近凌晨五点的时候，他们终于将最终版的俄罗斯方块游戏给确定下来。
此刻，除了林鸿，亚瑟和马修都疲惫不堪，直接倒在床上呼呼大睡。
这天早晨的晨练，亚瑟和马修都没能去，只有林鸿一人。