리틀 엔디언 표기법
바이트 오더링(Byte Ordering)에 대하여 실습
실습 목표
- 총 4개의 (크기가 다른) 자료이 엔디언 방식에 따라서 같은 데이터를 각각 어떤 식으로 저장하는지 비교
1.1 바이트 오더링
- 바이트 오더링은 컴퓨터 메모리에서 데이터를 저장하고 읽는 방식에 대한 개념
- 바이트 오더링 방식에는 크게 두 가지가 존재 (빅 엔디언(Big Endian), 리틀 엔디언(Little Endian))
- 엔디언(Endian)은 바이트 오더(Byte Ordering)을 의미
빅 엔디언(Big Endian)은 가장 큰 바이트가 먼저 오는 방식이다. 즉 데이터의 최상위 바이트(Most Significant Byte, NSB)가 가장 작은 메모리 주소에 저장 리틀 엔디언(Little Endian)은 가장 작은 바이트가 먼저 오는 방식이다. 즉, 데이터의 최하위(Least Significant Byte, LSB)가 가장 작은 메모리 주소에 저장
1.2 빅 엔디언과 리틀 엔디언의 차이점
- 총 4개의 (크기가 다른) 자료형이 존재
- 각 엔디언 방식에 따라서 같은 데이터를 각각 어떤 식으로 저장하는지 아래 표로 비교
| TYPE | NAME | SIZE | Big Endian Style | Little Endian Style |
|---|---|---|---|---|
| BYTE | b | 1 | [12] | [12] |
| WORD | w | 2 | [12][34] | [34][12] |
| DWORD | dw | 4 | [12][34][56][78] | [78][56][34][12] |
| char [] | str | 6 | [61][62][63][64][65][00] | [61][62][63][64][65][00] |
- 바이트(BYTE) 타입의 b 변수를 저장할 때는 두 방식의 차이가 없다. 하지만 2바이트 이상의 크기를 가진 자료형을 저장할 때부터 차이가 나타남
- ASCII 문자열 마지막은 NULL로 끝이 남
1.3 빅 엔디언
- 빅 엔디언은 대형 UNIX 서버에 사용되는 RISC 계열의 CPU에서 많이 사용
- 네트워크 프로토콜에서는 대부분 빅 엔디언 방식을 사용, 이를 종종 네트워크 바이트 오더라고도 불림
- 빅 엔디언은 큰 값(상위 바이트)이 먼저 오기 때문에 사람이 숫자를 읽는 방식과 동일
- 이러한 점 때문에 네트워크에서 데이터를 송수신할 때, 숫자를 직관적으로 해석하는 데 용이
- 또한 다양한 아키텍처 간에 데이터를 주고받을 때 사람이 데이터를 쉽게 이해할 수 있는 구조가 유리하게 작용
- RISC 계열의 CPU는 고성능과 안정성을 요구하는 시스템에서 주로 사용되는 프로세서 아키텍처이다.
- 여기서 말하는 큰 값(상위 바이트), 작은 값(하위 바이트)는 크기 차이가 아니라, 바이트가 메모리나 데이터 내에서 어떤 순서에 위치하느냐를 나타내는 용어
1.4 리틀 엔디언
- 리틀 엔디언은 주로 멀티 바이트 데이터를 처리할 때 사용
- 리틀 엔디언은 x86 아키텍처를 사용하는 대부분의 PC와 서버에서 널리 사용되는 방식으로, 메모리에서 데이터가 어떻게 배열되는지를 결정하는 중요한 개념
- 리틀 엔디언 방식에서는 메모리의 작은 주소에 데이터의 하위 바이트가 먼저 저장
- 리틀 엔디언 방식은 가변 길이 데이터를 처리할 때 유리하다. 프로세서가 16비트, 32비트, 64비트 크기의 데이터를 다룰 때 작은 단위의 데이터부터 차레를 읽을 수 있어 효율적이다.
- 32비트 아키텍처는 CPU가 한 번에 처리할 수 있는 데이터의 단위가 32비트라는 것을 의미
- 32비트는 4바이트(8비트 = 1바이트)로 구성되며, CPU가 한 번에 처리할 수 있는 레지스터의 크기가 32비트라는 뜻
- 64비트 아키텍처는 CPU가 한 번에 64비트(8바이트) 크기의 데이터를 처리
- x86 아키텍처는 인텔이 개발한 CISC(Complex Instruction Set Computing) 기반의 CPU 아키텍처
- x86 아키텍처는 주로 32비트 아키텍처를 의미하지만, 현대의 x86 CPU 대부분 x86-64(x64) 아키텍처로 64비트를 지원
1.5 OllyDbg에서 리틀 엔디언 확인
- 아래 코드를 빌드하여 LittleEndian.exe를 생성한 후 OllyDbg로 디버깅
- Go to 명령[Ctrl+G]으로 401000 주소로 이동
- main() 함수의 주소는 401000이고, 전역 변수들의 주소는 404AC40(b), 40AC44(w), 40AC48(dw), 40AC4C(str) 이다.
- OllyDbg의 데이터 창에서 Go to 명령을 통해 40AC40 주소로 이동
- 변수 w와 dw 값들이 리틀 엔디언 형식으로 저장된 것을 확인
