Unity: Eigener Code auf dem TI-81

Der TI-81 war als Taschenrechner unbrauchbar. Ihm fehlten ein Archivspeicher, ein Link-Port und der Asm()-Befehl, so dass man auf TI-BASIC angewiesen war. Zumindest, bis Ben Moody (floppusmaximus) Unity veröffentlichte, einen Loader, der einen Pufferüberlauf im primitiven TI-OS ausnutzte und sich dann installierte, um andere Assembler-Programme zu laden.

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Aber wie bekam man Unity oder andere Assembler-Programme auf den Rechner, wenn es keinen Link-Port gab? Die Antwort: Man tippte sie ein, von Hand. Die Installationsanweisungen erinnern an das Eintippen von BASIC-Programmen aus dem BYTE-Magazin.

Ich vermute, dass auch Randy Compton, der den Bug im Betriebssystem als erstes entdeckte, ihn fand, nachdem er den ROM-Baustein ausgebaut und ausgelesen hatte. Assemblercode des z80 ist leicht zu verstehen und zu analysieren, da er handgeschrieben ist.

Hacks des Betriebssystems

Die meisten TI-Projekte liefen unter TI-OS. Es gab aber auch welche, die sich quasi gegen TI-OS richteten und die Hardware Dinge tun ließ, die TI nicht wollte.

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Viele hatten Skrupel: Sie wollten keinen Ärger mit Texas Instruments, weil erstens schon das Drohen mit Anwälten eine abschreckende Wirkung hat (zumal auf Schüler) und man zweitens das Image der Community nicht schädigen wollte. So gab es also Dinge, die als tabu galten - nämlich Programme, die helfen sollten, bei Tests zu schummeln.

Signaturschlüssel

Eigentlich wollten alle nur eines: eigenen Code auf der eigenen Hardware laufen lassen. TI hatte aber eine zwar grobschlächtige, aber effektive kryptografische Signaturprüfung für Anwendungen und Betriebssysteme, die das Rabin-Kryptosystem nutzte. Sie veröffentlichten zwar den Signaturschlüssel für TI-83-Plus-Anwendungen als Teil des SDK. Die anderen Schlüssel zum Signieren von Betriebssystem-Images für den 83+, 84+ und von Anwendungen und Betriebssystemen für den TI-89 waren jedoch noch geheim.

Doch Mathe gegen Taschenrechner-Enthusiasten einzusetzen, geht natürlich nicht lange gut. Wie Ben Moody richtig erkannte, reichte der Stand der Technik im Jahr 2009 aus, um die zehn Jahre alten 512-Bit-Schlüssel zu knacken. Sein Post mit dem hintergründigen Titel "Unterhaltsame Fakten zur Zahlentheorie" zeigte, dass er die Primfaktoren des öffentlichen Schlüssels für das Betriebssystem 83+ gefunden hatte. Nach anfänglicher großer Verblüffung stellte die Community einen BOINC-Cluster zusammen, der alle verbleibenden Schlüssel ohne große Mühe innerhalb weniger Wochen knackte.

Texas Instruments drohte mit rechtlichen Schritten, die, offen gesagt, zu 100 Prozent aus einer schwachsinnigen Auslegung des US-amerikanischen DMCA-Gesetzes bestanden. Die Electronic Frontier Foundation schritt im Namen der Bastler ein und erklärte TI, dass es nicht illegal sei, die Primfaktoren ganzer Zahlen zu kennen. Der Streit bekam einen eigenen Wikipedia-Artikel; heute kann man die Schlüssel auf jeder Bastlerseite finden, auch hier.

arTIfice

Vor einiger Zeit (Ende 2020) beschloss TI dann, dass es genug sei. Die Firma kündigte an, den Basteleien mit einem Software-Update für den TI-84+ CE (dem jüngsten Farbrechner) einen Riegel vorzuschieben - und zwar mit der fragwürdigen Begründung, dass dies die Sicherheit bei Prüfungen verbessere (anscheinend beriet das Playstation-Linux-Team sie).

Um Lionel Debroux zu zitieren: "Damit endet ein goldenes Zeitalter von über zwei Jahrzehnten (!), in denen nativer Code auf mindestens einem aktiv gewarteten TI-Graphikrechner offiziell unterstützt wurde. [...] Wie alle echten Taschenrechner-Fans sehen wir das sehr kritisch. Die Community war immer nett zu TI. In mehr als 20 Jahren wurde nichts veröffentlicht, was dem Geschäft von TI wirklich geschadet hätte. Heute wurde jedoch eine moralische Grenze überschritten."

TIs Friedensangebot war Python-Bindings. Allerdings wiesen alle sofort darauf hin, dass Python in Embedded-Umgebungen extrem langsam sei und nicht das leiste, was nativer Code könne. (Soweit ich das beurteilen kann, verwendet TI Micropython. Eine Python-Version komplett neu zu entwickeln, wäre eine riesige Aufgabe; ich konnte aber keine MIT-Lizenzangabe finden.) Es ist aber nicht das erste Mal, dass TI sich gegenüber Enthusiasten taub stellt.

Hier kommt arTIfice (wow, die Seite bringt meine CPU-Lüfter ganz schön in Fahrt ...) ins Spiel - ein echter Jailbreak für diese Taschenrechner. Man installiert die CabriJr-Geometrie-App, öffnet damit eine spezielle Datei und bekommt ein Menü präsentiert, mit dem sich alles Mögliche starten lässt.

Das Tolle daran ist, dass es ein Jailbreak ist und nicht nur ein Hack, der die Hardware nutzt. Das ist so wie beim Jailbreak eines iPhones oder einer Xbox. Auch dort werden Fehler in der komplizierten CabriJr-Geometrie-App (die von TI signiert und zur Ausführung freigegeben wurde) ausgenutzt, um beliebigen Code auszuführen und eine Shell zu öffnen oder Hooks im Betriebssystem zu installieren. (All diese Hooks waren bereits davor möglich und werden vom Betriebssystem unterstützt; so funktionieren Anwendungen wie Inequalz, das Ungleichungen grafisch darstellt, sie hooken die Anzeigen für Graphengleichungen und Zeichenroutinen und verwenden dabei offizielle APIs.)

Wie geht es weiter?

Für jedes Projekt, das ich aufgelistet habe, gibt es zehn andere, die ich nicht erwähnt habe. Und falls ich Ihres übersehen haben sollte, ist das kein Zeichen von Respektlosigkeit. Die Breite und Tiefe der Projekte ist erstaunlich. Zum Beispiel habe ich die Szene rund um den ARM-basierten Nspire noch gar nicht erwähnt.

Es gibt immer wieder Firmen, die die Vormachtstellung von Texas Instruments in den Schulen bedrohen. Insbesondere Casio entwickelte einige attraktive Geräte. Und auch für Casio-Taschenrechner gab es ein paar wenige Hacking-Projekte.

Game & Watch: The Legend of Zelda

Das Startup Numworks stellt Taschenrechner her, die auf einem leistungsfähigen STM32F429-Mikrocontroller basieren. Bis vor kurzem hatte Numworks ein Open-Source-Betriebssystem. Ich hatte die Hoffnung, dass Numworks eine Renaissance der Handheld-Rechner auslösen könnte. Die Hardware ist verfügbar und gut, allerdings ist Numworks zu einer Closed-Source-Lizenz gewechselt, so dass ich nicht glaube, dass die Numworks-Rechner von der Szene angenommen werden.

Unabhängig von der Plattform wird es aber immer gelangweilte Nerds in der Schule geben. Und diese werden weiterhin von intelligenten Technikern mit Freizeit unterstützt werden. Ich glaube fest dran, dass es immer Menschen geben wird, die im Hacker-Spirit die Grenzen ihrer Hardware erweitern werden.

Zum Weiterlesen

Ein guter Einstieg ist ticalc.org, das bis ins Jahr 1997 zurückreicht. Dort lässt sich nach interessanten News suchen oder in umfangreichen Archiven stöbern. Oder man taucht in die phpBB-Foren ein, von denen einige geschlossen, manche aber immer noch aktiv sind.

  • ticalc.org: Forum, Nachrichtenquelle und riesiges Archiv mit fast aller Software, die je für einen TI-Rechner veröffentlicht wurde.
  • Cemetech: eher formell, es wird nicht rumgelabert, das Verhältnis von guten Informationen zu nicht besonders informativem Geplauder ist gut, sehr fachkundige Leute. Immer noch sehr aktiv.
  • Omnimaga: nicht so formell, viele Projekte, großer Offtopic-Bereich, elaborierte Foren-Signaturen.
  • Datamath: großes "Online-Museum" mir Hardware-Teardowns, Reverse Engineering und Beschreibungen fast aller Taschenrechner, die es je gab.
  • TI-Planet: ein französisches Forum, das oft verlinkt wird, mit großem Download-Bereich und einer aktiven Community; leider kenne ich es nicht persönlich, denn ich kann kein Französisch.
  • calc.org (Wayback-Link): hieß früher Dimension-TI; ein nicht mehr existierendes Forum und Download-Host; leider vor meiner Zeit, ich weiß nicht viel darüber.

Oh, und liebe andere Taschenrechner-Nerds! Haltet mich auf dem Laufenden - und weist mich gerne per Kommentar oder E-Mail darauf hin, wenn etwas korrigiert werden muss.

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 Betriebssysteme und Matrix auf dem Taschenrechner
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DreiChinesenMit... 11. Mär 2022

Genau, sehe ich auch so! Keine Ahnung was ich die ganze Zeit ohne mein Ti83-Plus gemacht...

Kakiss 11. Mär 2022

Doom ist mittlerweile sogar ein Chip :D https://hackaday.com/2020/05/13/the-doom-chip/

countzero 10. Mär 2022

Wir hatten sogar einen TI Voyage 200, da gabs auch Tetris. Das hatte einen Bug, sodass...

swippipp 10. Mär 2022

Das war 2010 schon ein super Zeitvertreib während langweiliger Mathestunden. Damals noch...



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