دبلومة الهندسة العكسية

ما هي الهندسة العكسية ؟ لسنوات عديدة وطويلة اخترع العلماء والمخترعين الآلاف من الاجهزة والمعدات الكثيرة والمتنوعة، وقد ساعد ظهور الانترنت على تطوير هذه الآلات واختراع الكثير من الآلات الجديدة التي كان لها دور كبير وأساسي في التطور على مدار السنوات.

وظل الكثير من هذه الآلات لسنوات طويلة محافظاً على جودته وقدرته، ولكن كان الكثير منها بحاجة للتغيير او التجديد، فلم يقم المخترعين باختراع الية جديدة والغاء القديمة، بل قاموا بتغيير الجزء الذي بحاجة لتغيير او تعديل وليس الالة ككل، وهذا ما يمكننا ان نطلق عليه اسم الهندسة العكسية، فما هي الهندسة العكسية ؟

ما هي الهندسة العكسية

الهندسة العكسية او Reverse Engineering أو  Engineering Back، وهي عملية يتم فيها تفكيك البرامج والآلات والطائرات والهياكل المعمارية وغيرها من المنتجات لاستخراج معلومات التصميم منها. غالبًا ما تتضمن الهندسة العكسية تفكيك المكونات الفردية للمنتجات الأكبر حجمًا، حيث تمكنك عملية الهندسة العكسية من تحديد كيفية تصميم جزء ما بحيث يمكنك إعادة إنشائه، وغالبًا ما تستخدم الشركات هذا النهج عند شراء جزء بديل من الشركة المصنعة للمعدات الأصلية (OEM).

سميت عملية الهندسة العكسية على هذا النحو لأنها تتضمن العمل للخلف او بالعكس خلال عملية التصميم الأصلية، ومع ذلك غالبًا ما تكون لديك معرفة محدودة بالطرق الهندسية التي استخدمت في إنشاء المنتج، لذلك يتمثل التحدي في اكتساب معرفة عملية بالتصميم الأصلي عن طريق تفكيك المنتج قطعة قطعة أو طبقة تلو الأخرى.

أدوات الهندسة العكسية

تستخدم الهندسة المنعكسة أداتين شائعتان، وهما:

• أداة التفكيك

حيث تقرأ هذه الأداة الشفرة الثنائية لمنتج برمجي وتعرض التعليمات القابلة للتنفيذ كنص، وفي كثير من الأحيان يستخدم المطور برنامج تصحيح الأخطاء لمنع المفكك من تفكيك بيانات البرنامج.

• CAD

 يستخدم المهندسون هذه الأداة عندما لا يتوفر المخطط الأصلي لتصميم المنتج، والذي يتضمن بشكل أساسي إنتاج صور ثلاثية الأبعاد للمنتج أو الجزء الذي يتطلب إعادة التصنيع.

خطوات الهندسة العكسية للبرمجيات

 تعتبر الهندسة العكسية واحد من العمليات والتقنيات المهمة من اجل اخراج الالات والمعدات بأفضل  ما يكون دون وجود أي أخطاء فيها، لذا من الضروري اتباع الخطوات التالية كما هي لضمان أن تكون المخرجات افضل ما يكون:

• جمع معلومات 

تركز هذه الخطوة على جمع جميع المعلومات الممكنة (أي وثائق تصميم المصدر وما إلى ذلك) حول الآلة.

• فحص المعلومات

المعلومات التي تم جمعها في الخطوة 1 كما تمت دراستها وذلك للتعرف على النظام.

• استخراج الهيكل

تتعلق هذه الخطوة بتحديد بنية البرنامج في شكل مخطط هيكلي حيث تتوافق كل عقدة مع بعض الإجراءات الروتينية.

• تسجيل الوظيفة

أثناء معالجة هذه الخطوة لتفاصيل كل وحدة من وحدات الهيكل، يتم تسجيل الرسوم البيانية باستخدام لغة منظمة مثل جدول القرار ..إلخ.

• تسجيل تدفق البيانات

من المعلومات المستخرجة في الخطوة 3 والخطوة 4 ، يتم اشتقاق مجموعة من مخططات تدفق البيانات لإظهار تدفق البيانات بين العمليات.

• تسجيل تدفق التحكم

يتم تسجيل بنية التحكم عالية المستوى للبرنامج.

• مراجعة التصميم المستخرج

تتم مراجعة وثيقة التصميم المستخرجة عدة مرات لضمان الاتساق والصحة، كما يضمن أن التصميم يمثل البرنامج.

• تسجيل الوثائق

أخيرًا ، في هذه الخطوة يتم تسجيل الوثائق الكاملة بما في ذلك SRS ووثيقة التصميم والتاريخ والنظرة العامة وما إلى ذلك للاستخدام في المستقبل.

ما هي فوائد الهندسة العكسية

فيما يلي بعض فوائد الهندسة العكسية:

• استكشاف المنتجات الحالية، حيث تسمح لك الهندسة العكسية باستكشاف المنتجات الموجودة بالفعل، ويمكن أن يؤدي تقييم المنتجات الموجودة في السوق إلى الابتكار والاكتشاف.

• إعادة إنشاء منتج، أحد الأهداف الأساسية للهندسة العكسية هو إعادة إنشاء منتج دون استخدام مخطط، فباستخدام هذه العملية يمكن للشركات أن تصنع منتجًا قديمًا وعفا عليه الزمن، ونسخة أقل تكلفة من منتج، وجزء آلة قديم، ومنتج منافس.

• إصلاح المنتجات الحالية، يمكن للشركات إصلاح منتج موجود باستخدام هذه التقنية الهندسية، فيمكن أن يساعدهم هذا أيضًا في تحديد الأخطاء الشائعة في تصميم المنتج ومعرفة كيفية إصلاحها للمشاريع المستقبلية.

• اكتشاف نقاط الضعف في المنتج، يمكن للشركات إجراء هندسة عكسية لمنتج جديد أو نموذج أولي له كاختبار، ومن خلال هذا يمكنهم التعرف على المنتج بطرق جديدة والبحث عن الأخطاء أو نقاط الضعف العامة.

• الابتكار الملهم، الهندسة العكسية تعزز الابتكار، حيث يساعد المهندسين على ربط المشاريع بالمعرفة السابقة وتطوير الأفكار المبتكرة.

• إجراء تحليل الفشل، يمكنك استخدام الهندسة العكسية لتحليل سبب عدم عمل المنتج على النحو المنشود، ويمكن أن يساعدك فحص المنتج المعيب من خلال الهندسة العكسية في تحديد أجزائه التالفة وإصلاحها.

• إجراء تحليل المنافس، يمكن للمؤسسة إجراء هندسة عكسية لمنتج منافس لفهم كيفية اختلافه عن المنتجات الأخرى في السوق.

• تقليل تكاليف تطوير المنتج، من خلال فهم كيفية قيام منافس بتصنيع منتج ما ، يمكن للشركة تطوير حلول بديلة أرخص.

متى تستخدم الهندسة العكسية

تعتبر الهندسه العكسيه عملية حاسمة بالنسبة للمخترعين والمصنعين، فعندما يكون لدى الشركة معرفة محدودة بالجزء الهندسي أو عندما لا يتوفر نموذج ثنائي الأبعاد (2D) أو نموذج ثلاثي الأبعاد، يمكن أن توفر الهندسة العكسية معلومات التصميم، حيث يمكن للشركات استخدام هذه التقنية عندما تكون قطع الغيار من الشركة المصنعة للمعدات الأصلية قديمة أو غير متوفرة.

وهنا تساعد الهندسه العكسيه أيضًا في تحسين تجميعات المنتج وتوفر ميزات جديدة ومضافة، وغالبًا ما يستخدم المصنعون مبادئ الهندسة العكسية لتحسين المنتج، بالاضافة لأنه في بعض الأحيان تستخدم الشركات هذه التقنية الهندسية لإنشاء أرشيفات رقمية لإنشاء بيئة افتراضية للمراجع المستقبلية.

أين تستخدم الهندسة العكسية

كما أسلفنا الذكر فإن الهندسه العكسيه من العمليات والتقنيات المهمة التي تستخدمها الشركات لإيجاد حلول لمشاكل تغيير الاجزاء في المعدات، وتستخدم الصناعات المختلفة هذه التقنية بما في ذلك:

• صناعة السيارات

تستخدم صناعة السيارات الهندسه العكسيه لأهداف عدة ومنها: دراسة وتحليل المنافسين، ورقمنة أجزاء من نماذج المركبات القديمة، بالاضافة لفهم المشاكل والقضايا المتعلقة بالسيارات الموجودة، وتطوير قطع الغيار.

• صناعة الطيران

تستخدم صناعة الطيران هذه التقنية من أجل: تطوير أجزاء الصيانة للطائرة، وإضافة وتعزيز وإصلاح مكونات الطائرات، كما وتهدف لإجراء التحليل الديناميكي الهوائي، وتصنيع الأدوات.

• صناعة السلع الاستهلاكية

تستخدم صناعة السلع الاستهلاكية هذه التقنية الهندسية لتطوير نماذج المنتج، وتحليل منتج المنافس، وايضاً اختبار والتحقق من صحة التصاميم المفاهيمية، بالاضافة لتوثيق تكرارات التصميم المختلفة.

أمثلة على الهندسة العكسية

فيما يلي بعض الأمثلة على الهندسه العكسيه:

• البرمجة

يمكن للمبرمج إجراء هندسة عكسية لبرنامج برمجي لفهم المزيد عنه، ويمكنهم إنشاء برنامج جديد بناءً على المعرفة المكتسبة من عملية الهندسه العكسيه، كما يمكنهم أيضًا استخدام هذه التقنية للبرامج التي تتطلب التحسين والصيانة، وعلى الرغم من أن برنامج الكمبيوتر ليس منتجًا ملموسًا، إلا أن عملية الهندسه العكسيه مماثلة، حيث يمكن للمبرمج استخراج الأجزاء والرموز المختلفة لبرنامج ما لفهم وظائفه واستخدامه.

• • تقييم أمن الشبكة

الهندسه العكسيه هي أداة أساسية للشركات التي تجري تقييمات لأمن الشبكة وفي هذه العملية تقسم الشركات فريقها الأمني إلى قسمين: بحيث يقوم أحد الفريقين بمحاكاة الهجمات على البرامج، بينما يراقب الفريق الآخر الشبكة ويعكس هجوم أعضاء الفريق الآخرين، حيث يمكن للمعلومات الواردة من الهجمات الوهمية أن تساعد في تعزيز أمان شبكة الشركة.

• مشروع ميكانيكي

يمكن للميكانيكي عكس هندسة المنتجات المختلفة، بما في ذلك الغسالات والمركبات أو وحدات تكييف الهواء، فبدون إنشاء نموذج جديد يمكن للميكانيكي تفكيك جزء غير عامل وإيجاد حل قابل للتطبيق، وبعد إيجاد حل وإصلاح العطل يمكنهم إعادة بناء المنتج.

• قطع غيار الكمبيوتر

غالبًا ما يستخدم المهندسون مفهوم الهندسه العكسيه لفهم تصميم الكمبيوتر وأجزائه، ويمكن للمهندس تفكيك الكمبيوتر لاستبدال جزء موجود بجزء جديد أو إجراء اختبارات على جزء مكسور، لذا فهذا مفيد للأشخاص الجدد في بناء أجهزة الكمبيوتر.

• البناء

تستخدم الهندسة العكسية في البناء، حيث يستخدم المهندسون المعماريون تقنية الهندسة العكسية لمواجهة تحدي معين في تصميم المبنى، وباستخدام الماسحات الضوئية الكبيرة يقيس المهندس أو المهندس المعماري الشكل ثلاثي الأبعاد للمبنى أو مصنع المعالجة، كما ويمكنهم تحديد عيوب التصميم المحتملة وإصلاحها بناءً على هذه المعلومات.

تستخدم الهندسة العكسية في العديد من المجالات، مثل تحليل برامج الكمبيوتر وأنظمة التشفير والأجهزة الإلكترونية والمكونات الميكانيكية، وتستخدم أساساً لفهم الطريقة التي تعمل بها الأشياء وتحليلها، ومن ثم إجراء التعديلات اللازمة عليها أو إنشاء نسخ جديدة منها. وفى هذا الكورس سوف نتعرف على الهندسة العكسية فيما يتعلق بالبرمجيات، حيث يمكن استخدام الهندسة العكسية لفحص الأكواد المخفية أو المشفرة أو المحمية وفهمها، وذلك لإجراء تعديلات على الكود أو كسر الحماية الموجودة في البرنامج، ويتم ذلك عن طريق مجموعة كبيرة من الأدوات والبرامج التي سوف نتعرف على كيفية استخدامها بالتفصيل في  الكورس.