Дамп ROM: История, методы и защита от копирования.

Введение

Дамп данных с микросхемы ПЗУ

Изображение ROM, или ROM-файл, — это компьютерный файл, содержащий копию данных с микросхемы памяти только для чтения, часто из картриджа с видеоигрой, или используемый для хранения прошивки компьютера, или с материнской платы аркадного автомата. Этот термин часто используется в контексте эмуляции, когда старые игры или прошивка копируются в ROM-файлы на современных компьютерах и могут, с помощью программного обеспечения, известного как эмулятор, запускаться на устройстве, отличном от того, для которого они были предназначены. Устройства для записи ROM (ROM-прожигатели) используются для копирования образов ROM на аппаратное обеспечение, такое как картриджи ROM или микросхемы ROM, для отладки и контроля качества.

Создание

ROM-ы можно скопировать с микросхем памяти только для чтения, содержащихся в картриджных играх и многих аркадных автоматах, используя специальное устройство в процессе, называемом дампом. Для большинства распространённых домашних игровых систем такие устройства широко доступны, например, Doctor V64 или Retrode. Дамп ROM-ов с аркадных автоматов, которые используют сильно модифицированные печатные платы, часто требует индивидуальной настройки для каждого автомата и значительного опыта.

Механизмы защиты от копирования

Хотя образы ROM часто используются для сохранения истории компьютерных игр, они также часто применяются для несанкционированного копирования и распространения современных игр. Рассматривая это как потенциальное снижение продаж своей продукции, многие игровые компании внедрили в новые игры функции, предназначенные для предотвращения копирования, при этом сохраняя возможность играть в оригинальную игру. Например, GameCube использует нестандартные 8-сантиметровые DVD в качестве оптических носителей, что долгое время препятствовало копированию игр, хранящихся на этих дисках. Лишь после обнаружения уязвимости в системе безопасности в Phantasy Star Online Episode I & II игры для GameCube удалось успешно скопировать, используя саму консоль для чтения дисков. SNK также применяла метод защиты от копирования в своих играх Neo Geo, начиная с The King of Fighters в 1999 году, используя алгоритм шифрования графических ROM для предотвращения их запуска в эмуляторах. Многие полагали, что это положит конец эмуляции Neo Geo. Однако уже в 2000 году хакеры нашли способ успешно расшифровать и извлечь ROM, сделав их снова воспроизводимыми в эмуляторе Neo Geo. Другой компанией, использовавшей методы защиты от копирования в своих аркадных играх, была Capcom, известная своей аркадной платой CPS 2. Она содержала сложный алгоритм защиты от копирования, который был взломан только через 7 лет после выпуска системы в 1993 году. Первоначальный взлом команды CPS2Shock не был полноценной эмуляцией защиты, поскольку использовал XOR-таблицы для обхода исходного шифрования и позволял игре работать в эмуляторе. Их заявленной целью было дождаться момента, когда игры CPS 2 перестанут быть прибыльными, чтобы опубликовать метод дешифрования (через три года после последнего релиза игры). Полный алгоритм дешифровки был взломан в 2007 году Никола Сальморией, Андреасом Наивом и Чарльзом Макдональдом из команды разработчиков MAME. Другой метод защиты от копирования, используемый в картриджных играх, заключался в попытке игры записать данные в ROM. На оригинальном картридже это не приводило к каким-либо изменениям, однако эмуляторы часто позволяли выполнить запись. Пиратские картриджи также часто использовали чипы с возможностью записи вместо ROM. Считывая значение обратно, чтобы проверить успешность записи, игра могла определить, запущена ли она с оригинального картриджа. В качестве альтернативы, игра могла просто попытаться перезаписать критически важные инструкции программы, что в случае успеха делало бы её неиграбельной. Некоторые игры, такие как игры для Game Boy, также имели дополнительное оборудование, например контроллеры банков памяти, подключенные к шине картриджа. Игра отправляла данные на это оборудование, пытаясь записать их в определенные области ROM; таким образом, если ROM был доступен для записи, этот процесс приводил бы к повреждению данных. Последняя аркадная плата Capcom – CPS 3. Она была устойчива к попыткам эмуляции до июня 2007 года, когда Андреас Наив реконструировал метод шифрования. В настоящее время он реализован в MAME и варианте эмулятора CPS 2 Nebula.

While ROM images are often used as a means of preserving the history of computer games, they are also often used to facilitate the unauthorized copying and redistribution of modern games. Viewing this as potentially reducing sales of their products, many game companies have incorporated features into newer games which are designed to prevent copying, while still allowing the original game to be played. For instance, the GameCube uses non standard 8 cm DVD like optical media, which for a long time prevented games stored on those discs from being copied. It was not until a security hole was found in Phantasy Star Online Episode I & II that GameCube games could be successfully copied, using the GameCube itself to read the discs. SNK also employed a method of copy prevention on their Neo Geo games, starting with The King of Fighters in 1999, which used an encryption algorithm on the graphics ROMs to prevent them from being played in an emulator. Many thought that this would mark the end of Neo Geo emulation. However, as early as 2000, hackers found a way to decrypt and dump the ROMs successfully, making them playable once again in a Neo Geo emulator. Another company which used to employ methods of copy prevention on their arcade games was Capcom, which is known for its CPS 2 arcade board. This contained a heavy copy protection algorithm which was not broken until 7 years after the system's release in 1993. The original crack by the CPS2Shock Team was not a true emulation of the protection because it used XOR tables to bypass the original encryption and allow the game to play in an emulator. Their stated intent was to wait until CPS 2 games were no longer profitable to release the decryption method (three years after the last game release). The full decryption algorithm was cracked in 2007 by Nicola Salmoria, Andreas Naive and Charles MacDonald of the MAME development team. Another copy prevention technique used in cartridge games was to have the game attempt to write to ROM. On an authentic cartridge this would do nothing; however, emulators would often allow the write to succeed. Pirate cartridges also often used writable chips instead of ROM. By reading the value back to see whether the write succeeded, the game could tell whether it was running from an authentic cartridge. Alternatively, the game may simply attempt to overwrite critical program instructions, which if successful renders it unplayable. Some games, such as Game Boy games, also had other hardware such as memory bank controllers connected to the cartridge bus. The game would send data to this hardware by attempting to write it to specific areas of ROM; thus, if the ROM were writable, this process would corrupt data. Capcom's latest arcade board is the CPS 3. This was resistant to emulation attempts until June 2007, when the encryption method was reverse engineered by Andreas Naive. It is currently implemented by MAME and a variant of the CPS 2 emulator Nebula.

Эмуляция

Эмуляторы игровых консолей обычно используют ROM-образы в качестве входных файлов.

Программная ПЗУ

Изображения ROM используются при разработке встраиваемых систем. Программное обеспечение, разрабатываемое для встраиваемых систем, часто записывается в ROM-файлы для тестирования на обычном компьютере перед записью на микросхему ROM для использования во встраиваемых системах.

Цифровая сохранность

Цифровые носители редко отличаются долговечностью. В то время как черно-белые фотографии могут сохраняться столетие и более, многие цифровые медиа могут стать нечитаемыми уже через 10 лет. Это начинает представлять проблему, поскольку первым компьютерным системам может быть уже пятьдесят или шестьдесят лет, а первым домашним видеоконсолям – почти сорок. В связи с этим старением существует серьезное опасение, что многие ранние компьютерные и видеоигры могут не сохраниться без переноса на новые носители. Поэтому те, кто заинтересован в сохранении, активно ищут старые аркадные и видеоигры и пытаются создать их образы в формате ROM. При хранении на стандартизированных носителях, таких как CD-ROM и DVD-ROM, их можно скопировать на будущие носители с гораздо меньшими усилиями. Тенденция к массовому цифровому распространению файлов образов ROM, хотя и потенциально наносящая ущерб правообладателям, может также положительно сказаться на сохранении. В то время как со временем многие оригинальные ROM-копии старых игр могут прийти в негодность, сломаться или быть выброшены, файловая копия может быть распространена по всему миру, давая играм, которые в противном случае были бы утеряны, больше шансов на выживание.

Переводы и фан-переводы

После того, как игры становятся доступными в формате ROM, пользователи могут вносить в них изменения. Это может выражаться в изменении графики, корректировке уровней игры, настройке сложности или даже переводе на язык, для которого игра изначально не была предназначена. Взломы (хаки) часто принимают юмористические формы, как, например, взлом NES-версии Mario Bros. под названием Afro Mario Brothers, в котором знаменитые братья носят афро-прически. Мод Metroid Redesign – это взлом Super Metroid, который полностью перерабатывает игру и добавляет новые цели. Сформировалось целое сообщество, занимающееся переводом игр на другие языки. Многие игры выходят только в одной части мира, но не в другой. Например, многие ролевые видеоигры, выпущенные в Японии, так и не были изданы на Западе за пределами Японии. Группы фанатских переводчиков часто берутся переводить игры самостоятельно, чтобы удовлетворить спрос на них. Так, игра Tales of Phantasia 1995 года была официально выпущена только в Японии; DeJap Translations перевела текст игры на английский язык в 2001 году. Более того, был начат проект Vocals of Phantasia, целью которого было перевести озвучку в игре. Официальная английская версия вышла только в марте 2006 года, примерно через пять лет после публикации перевода текста. Другой пример – Mother 3, японское продолжение культовой Earthbound. Несмотря на огромный отклик фанатов и многочисленные петиции о переводе на английский язык, Nintendo ответила лишь тем, что Mother 3 будет переведена и выпущена в Европе, чего так и не произошло. Вместо этого фанатский сайт Starmen.net предпринял масштабный проект перевода и выпустил переведенную версию Mother 3 в октябре 2008 года. Перевод был высоко оценен фанатами и даже сотрудниками Nintendo, Square Enix и другими профессионалами индустрии. Японская игра для N64 Dōbutsu no Mori (Animal Forest) также была переведена на английский язык. Изначально игра вышла только на N64 в Японии, но затем была портирована на GameCube и переименована в Animal Crossing. Взломы могут варьироваться от простых изменений, таких как исправления графики и читы, до полной переработки игры, фактически создавая совершенно новую игру на основе оригинала.

Once games have been made available in ROM format, it is possible for users to make modifications. This may take the form of altering graphics, changing game levels, tweaking difficulty factor, or even translation into a language for which a game was not originally made available. Hacks can often take humorous forms, as is the case with a hack of the NES version of Mario Bros., titled Afro Mario Brothers, which features the famous brothers wearing Afro haircuts. The Metroid Redesign mod is a hack of Super Metroid that revamps the game and adds new objectives. A large scene has developed to translate games into other languages. Many games receive a release in one part of the world, but not in another. For example, many role playing video games released in Japan go unreleased in the West and East outside Japan. A group of fan translators will often translate the game themselves to meet demand for titles. For example, the 1995 game Tales of Phantasia was only officially released in Japan; DeJap Translations translated the game's on screen text into English in 2001. Further to this, a project called Vocals of Phantasia was begun to translate the actual speech from the game. An official English version was not released until March 2006, some five years after the text translation was released. Another example was that of Mother 3, a Japan only sequel to the cult favorite Earthbound. In spite of massive fan response and several petitions for an English translation, the only response from Nintendo was that Mother 3 would be translated and released in Europe, which it never was. Instead, the fan website Starmen. net undertook a massive translation project and released the translated version of Mother 3 in October, 2008. The translation was praised by fans and even employees from Nintendo, Square Enix, and other industry professionals. The Japanese N64 game Dōbutsu no Mori (Animal Forest) has also been translated into English. The game was originally only released on N64 in Japan, but it was ported to GameCube and renamed Animal Crossing. Hacks may range from simple tweaks such as graphic fixes and cheats, to full blown redesigns of the game, in effect creating an entirely new game using the original as a base.

Схожие типы изображений

Изображения, полученные с магнитной ленты, называются образами лент, а изображения, полученные с дискет и CD-ROM (и других форматов дисков) – образами дисков. Образы, скопированные с оптических носителей, также называют ISO-образами, по названию одной из стандартных файловых систем для оптических носителей – ISO 9660. Создание образов с других носителей зачастую значительно проще и может выполняться с использованием стандартного оборудования. Например, для создания образов лент из игр, хранящихся на магнитных лентах (например, для компьютера Sinclair ZX80), обычно достаточно просто воспроизвести магнитную ленту на обычном магнитофоне, подключенном к линейному входу звуковой карты ПК. Затем воспроизведение записывается в аудиофайл и преобразуется в файл образа ленты с помощью другой программы. Точно так же многие CD и DVD игры можно скопировать, используя стандартный CD/DVD-привод ПК.