我太难了,开始思考防御性编程了

引言

在面对技术竞争和市场萎缩的挑战时。防御性编程作为一种独特的编程策略,不仅能够增强程序的不可替代性,还能有效保护开发者的技术优势。

本文将探讨工业自动化领域 PLC 程序员应如何进行防御性编程,通过构建技术壁垒和安全防线,在不违反企业利益和合法性的前提下,确保程序的稳定运行和技术的不可替代性。与此同时,我们也将讨论相关的高级防御策略、风险控制方法以及如何平衡职业道德与技术发展的关系,帮助 PLC 工程师在快速发展的自动化领域中稳步前行。

1  防御性编程的核心逻辑

  1. 建立技术护城河:通过增加代码解读成本形成技术壁垒

  2. 创造系统脆弱性:构建只有开发者本人能快速修复的潜在风险点

  3. 强化人机绑定:使程序运行高度依赖特定硬件环境和调试经验

2  高级防御策略及实现方法

2.1 语言层防御

  • 采用冷门的编程语言(如 IL 或 STL 语言实现复杂逻辑)

  • 混合使用 IL 或 STL(指令表)与 ST(结构化文本)形成逻辑迷宫

2.2  数据处理陷阱

  • 构建四层以上数据转换链路(原始信号→中间变量→结构体→指针引用→物理输出)

  • 使用非常规校验方式(如 CRC16+奇偶校验+时间戳混合验证)

  • 创建可变数组,不同条件下改变数组长度

2.3  硬件级防御

  • 深度绑定特定 PLC 型号的专有功能(如西门子 S7-1500 的工艺模块配置)

  • 依赖非标第三方 IO 模块的定制配置文件

  • 程序绑定 CPU 或内存卡序列号

2.4  逻辑结构防御

  • 多采用 GOTO 跳转网络

  • 使用多层嵌套条件判断

  • 减少使用子程序和功能块

  • 不采用状态机设计模式

2.5  文档防御体系

  • 使用自己规定的一套标识符

  • 使用只有自己可以看懂的注释

3  进阶防御技术

3.1 硬件验证

在程序中嵌入基于硬件 MAC 地址的验证算法。

3.2 时序型防御

  • 设置隐蔽的时间炸弹(设备累计运行 2000 小时后需要特定复位操作),不建议

  • 利用累计误差,使产线节拍逐渐不满足使用要求,需特定时间复位

4  防御性编程的风险控制

  • 保持核心功能正常运作

  • 避免违反合同条款

  • 预留可解释的技术合理性

5  职业道德与技术发展的平衡

建议将防御性编程能力转化为:

  1. 通过创新,构建不可替代的技术服务体系

  2. 时刻关注前沿技术,持续学习,增加不可替代性

  3. 建立行业级的技术解决方案和标准

结语:

真正的职业安全应建立在持续技术创新之上,本文所述方法仅可作为转型过渡期的临时策略。建议 PLC 工程师向工业物联网、数字孪生等前沿领域拓展能力,在智能制造升级中把握先机。

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2025年03月

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