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逆向编译技术
逆向编译技术
原⽂：Reverse Compilation Techniques
作者：Cristina Cifuentes
下载：.au/~cristina/dcc.html
翻译：⽉中⼈ 【】
时间：2007-5-1
摘要
本论⽂提出逆向编译器或反编译器的编写技术。这些技术基于编译器和优化理论
，并以独特的⽅式应⽤于反编译；这些技术以前从未被公开发表。
反编译器由⼏个阶段组成，即被组织成与语⾔或机器特征相关的⼏个模块。前端
是⼀个机器依赖的模块，句法分析⼆进制程序、分析其指令的语义、并且⽣成该程序
的低级中间表⽰法和每⼀⼦程序的控制流向图。通⽤的反编译机器是⼀个与语⾔和机
器⽆关的模块，分析低级中间代码，将它转换成对任何⾼级语⾔都可接受的⾼级表⽰
法，并且分析控制流向图的结构、把它们转换成⽤⾼级控制结构表现的图。最后，后
端是⼀个⽬标语⾔依赖的模块，⽣成⽬标语⾔代码。
反编译的过程中要使⽤⼀些⼯具：把⼆进制程序装⼊内存，对这⼀程序做句法分
析或反汇编，以及反编译或者分析该程序来⽣成⾼级语⾔程序。这个过程借助编译器
和库的签名来识别特定的编译器和库⼦程序。只要在⼆进制程序中识别出编译器签名
，就不去反编译这些编译器启动代码(start-up)和库⼦程序：对于前者，从最后的⽬
标程序去掉启动代码的那些例程，反编译器从主(main)程序⼊⼝点开始分析；对于后
者，那些⼦程序⽤其库函数名代替。
所提出的技术在⼀个适⽤于Intel i80286体系结构的反编译器(原型)样机上得以
实现，该样机名为dcc，在DOS操作系统下运⾏，为输⼊源的.exe⽂件或⽂件产⽣
⽬标C程序。在第9章，将反编译输出的程序同它最初的⾼级语⾔程序做了采样⽐较，
并且对反编译结果做出⼀个分析。
第1章从编译器⾓度对反编译做⼀介绍，第2章从20世纪60年代早期反编译出现开
始介绍它的历史概况，第3章介绍源⼆进制程序的静态⼆进制代码和在运⾏时间实现程
序的动作之间的关系，第4章描述前端模块这个阶段，第5章详细说明⽤来分析中间代
码的数据优化技术，把中间代码转换成⼀个更⾼级的表⽰法，第6章详细说明⽤来分析
控制流向图结构的控制结构转换技术，把控制流向图转换成⼀个⾼级控制结构的图，
第7章描述后端模块，第8章介绍反编译⼯具程序，第9章综述dcc的实现以及取得的成
果，第10章给出结论以及这项研究的⼯作前景。
本论⽂有些部分已经公开发表或者提交给国际定期刊物。两篇⽂章在1993年出现
ca')：“⼀个反编译⽅法学”[CG93] 和“反编译使⽤的⼀个结构化的算法”[Cif93]。前⼀篇⽂章提出反编译的阶段(如第1章第1.3节所述)、前端(第4章)、控制流分析阶段的初始⼯作(第6章)、以及dcc⼯作实现的说明。后⼀篇⽂章提出控制流分析阶段使⽤的结构化的算法(第6章)。⼀篇刊物⽂章“⼆进制程序的反编译”[CG94] 已经被《⽴⼀个反编译器所使⽤的技术(第4,5,6,7章的摘要)、在反编译过程中如何借助签名⽣成器⼯具(第8章第8.2节)、以及⽤dcc反编译的⼀个程序样本(第9章)。有两篇⽂章⽬前正考虑在国际刊物上发表。“⼦过程之间数据流的反编译”[Cif94a]被提交给《程析器的优化操作，把低级的中间代码转换成⼀个⾼级的表⽰法。“结构化反编译图”向图的最后的改进⽅法，以及⽤dcc反编译的⼀个程序样本。
本论⽂提出的技术更充分地拓展⽂献中前⼈的⼯作。关于为了确定寄存器参数和
寄存器返回值所需要做的⼦过程寄存器分析、为了清除掉有关栈的指令(即push和pop )所需要的分析、以及控制结构类集之结构化，过去没有相关的反编译研究⽂献。这次研究做的创新性⼯作在第5,6,8章描述。第5章第5.2节、第5.4节举例并且描述九种不page 1
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同类型的优化，将低级中间代码转换成⾼级表⽰法。这些优化考虑条件码、⼦程序调⽤(即，⼦过程之间的分析)和寄存器漏出(spill)，清除掉中间指令的所有低级特征(
⽐如条件码和寄存器)，⽽且把⾼级概念之表达式引⼊中间表⽰法。第6章第6.2节、第6.6节举例并且描述将各种不同类型的循环和条件转移包括多分⽀条件(例如case语句)结构化的算法。在这个领域中前⼈的⼯作成果主要集中在循环的结构化

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