before you code, learn how computers work

Summary

En este video, el presentador, conocido como 'low level', comparte sus consejos para aprender programación de bajo nivel rápidamente. Recomienda aprender a programar en C, un lenguaje de bajo nivel que enseña la gestión de memoria y cómo escribir código seguro. Sugiere crear un servidor HTTP para entender profundamente el protocolo y la programación defensiva. Además, insta a los espectadores a aprender ensamblador para comprender cómo funciona el CPU y a realizar ingeniería inversa para entender la compilación y la estructura de los binarios. Finalmente, anima a los novatos a aprender programación en microcontroladores para una comprensión práctica de la arquitectura de CPU.

Takeaways

• 💻 Para aprender sobre programación de bajo nivel, el presentador recomienda aprender un lenguaje de bajo nivel como C.
• 🔒 Aprender C te obliga a manejar la memoria de manera efectiva y a escribir código seguro.
• 🌐 Escribir un servidor HTTP como proyecto para aprender C enseña no solo el protocolo HTTP sino también habilidades defensivas de programación.
• 📚 Aprender a leer documentación y man pages es esencial para entender cómo funciona el lenguaje y las funciones.
• 🛠️ Aprender un lenguaje ensamblador te da una comprensión profunda de cómo se comporta el código en el nivel de la CPU.
• 🔄 Compilar un fragmento de código C y descompilarlo te enseña los fundamentos de la arquitectura de la CPU.
• 🔍 Aprender ingeniería inversa te enseña cómo están construidos los binarios y cómo funciona el compilador.
• 🏆 Participar en desafíos de ingeniería inversa, como los de crack.one, es una forma efectiva de aprender y mejorar estas habilidades.
• 🎓 Escribir código C para microcontroladores como el STM32 o Arduino te enseña a interpretar datasheets y a portar código a diferentes arquitecturas.
• 🌟 Mantenerse conectado con cómo funcionan los CPUs a nivel básico es importante para la próxima generación de arquitectos de sistemas.

Q & A

¿Qué tipo de lenguajes de programación enseña 'low level' en su canal de YouTube?

En su canal, 'low level' enseña a programar en lenguajes como C y les enseña cómo funcionan las computadoras a través de lenguajes como ensamblador.

¿Por qué recomienda 'low level' aprender a programar en C para comprender a un nivel bajo?

Recomienda C porque te obliga a aprender la gestión de memoria efectiva y a escribir código que sea inequívocamente seguro, ya que de lo contrario, el código podría ser inseguro y fallar.

¿Qué proyecto sugiere 'low level' para aquellos que están aprendiendo a programar en C?

Sugiere escribir un servidor HTTP, que no solo enseñará los detalles del RFC de HTTP sino también aspectos importantes de la programación, como la programación defensiva y la lectura de documentación.

¿Qué ventaja ofrece aprender ensamblador según 'low level'?

Aprender ensamblador y comprender cómo funciona el CPU a nivel de instrucciones te da una buena comprensión de cómo se comportará tu código y cómo se optimizará su rendimiento.

¿Cuál es la tercera recomendación de 'low level' para avanzar en programación de bajo nivel?

Después de aprender a programar en un lenguaje de bajo nivel y entender cómo se compila el código, recomienda aprender las bases de la ingeniería inversa.

¿Por qué es útil el aprendizaje de la ingeniería inversa según 'low level'?

El aprendizaje de la ingeniería inversa te enseña no solo cómo funcionan las cosas sino también cómo están diseñadas, lo que te ayuda a entender mejor los binarios y cómo están construidos en sistemas operativos como Linux.

¿Qué recursos recomienda 'low level' para practicar la ingeniería inversa?

Recomienda el sitio web crack.one, donde hay desafíos de ingeniería inversa que puedes descargar y ejecutar en tu computadora o una máquina virtual.

¿Cuál es el consejo adicional que 'low level' ofrece para mejorar en programación de bajo nivel?

Además de los tres pasos principales, 'low level' sugiere aprender a programar en C en una placa de desarrollo, como una placa STM32 o Arduino, lo que te permitirá leer y interpretar hojas técnicas y portar tu código a diferentes arquitecturas.

¿Cuál es el objetivo final de 'low level' al enseñar cómo funcionan las computadoras a nivel bajo?

El objetivo es recordar a las personas cómo funcionan las computadoras y formar una nueva generación de arquitectos de bajo nivel que entiendan cómo funcionan los CPUs a nivel básico, para mantener la continuidad del conocimiento cuando la generación actual de expertos se retire o se vaya.

¿Qué tipo de desafíos sugiere 'low level' para los que están aprendiendo la ingeniería inversa?

Los desafíos de ingeniería inversa suelen estar basados en hechos específicos que debes conocer, como el uso del flag de trampa en CPUs de Intel o el uso de la tabla de desplazamiento global, lo que te enseña aspectos específicos del funcionamiento de los binarios.

Outlines

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💻 Aprendiendo a programar a bajo nivel

El presentador, conocido como 'low level', es un investigador de seguridad y enseña a programar en lenguajes como C y ensamblador. Para aprender a programar a bajo nivel, recomienda aprender un lenguaje de bajo nivel como C, que le dará acceso directo a la memoria del sistema. Destaca la importancia de aprender a manejar la memoria de manera efectiva y a escribir código seguro. Sugiere escribir un servidor HTTP para aprender sobre el protocolo y a programar de manera defensiva. También menciona que aprender ensamblador y entender cómo funciona el CPU a nivel de instrucciones es beneficioso para diseñar código eficiente.

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🔍 Inmersión en la ingeniería inversa y aprendizaje de placas

El presentador sugiere aprender la ingeniería inversa, que es esencial para entender cómo están construidos los binarios y cómo funcionan los sistemas. Recomienda sitios web como crack.one para practicar desafíos de ingeniería inversa. Además, propone aprender a programar en una placa de desarrollo, como una STM32 o Arduino, para entender cómo se ejecuta el código en diferentes arquitecturas de microcontroladores. El objetivo es mantener un conocimiento profundo de cómo funcionan los CPUs y no perderse en la complejidad creciente de la tecnología, asegurando que haya una nueva generación de arquitectos de sistemas que entiendan cómo funcionan los ordenadores a nivel básico.

Keywords

💡C programming language

El lenguaje de programación C es un lenguaje de programación de propósito general que fue diseñado en los años 70 por Dennis Ritchie. Se considera un lenguaje de bajo nivel que permite a los programadores tener un control directo y detallado sobre la memoria y el hardware del sistema. En el guion, se menciona que el aprendizaje de C es esencial para entender la programación de bajo nivel, ya que obliga a los programadores a manejar la memoria de manera efectiva y a escribir código seguro y robusto.

💡Memory management

La gestión de memoria es el proceso de asignar, usar y liberar la memoria en un sistema informático. Es fundamental en lenguajes de bajo nivel como C, donde el programador tiene la responsabilidad de administrar manualmente la memoria. En el video, se destaca la importancia de aprender a gestionar la memoria para evitar fugas y garantizar que el código sea seguro y confiable.

💡HTTP server

Un servidor HTTP es un software que implementa el protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP), permitiendo a los usuarios acceder a páginas web y otros recursos a través de Internet. En el guion, se sugiere escribir un servidor HTTP como un proyecto educativo para aprender no solo sobre el protocolo HTTP sino también sobre la programación defensiva y la lectura de documentación técnica.

💡Assembly language

El lenguaje ensamblador, o simplemente ensamblador, es un lenguaje de programación de bajo nivel que está muy cercano al código máquina. Se utiliza para programar directamente en el nivel de la CPU, lo que permite un control preciso y eficiente sobre el hardware. En el video, se menciona que aprender un lenguaje ensamblador y entender cómo funciona la CPU a nivel de instrucciones puede dar una ventaja en la comprensión de cómo se comporta el código.

💡Reverse engineering

El ingeniería inversa es el proceso de analizar un sistema, dispositivo o software para descubrir cómo funciona, a menudo con el objetivo de duplicar o mejorar su funcionamiento. En el contexto del video, se sugiere que el aprendizaje de la ingeniería inversa puede enseñar a los programadores cómo funciona el código una vez compilado y cómo se puede optimizar o depurar.

💡Malware reverse engineering

La ingeniería inversa de malware es una práctica dentro del ámbito de la seguridad informática donde se analiza el código malicioso para comprender su funcionamiento y desarrollar estrategias de defensa. Se menciona en el guion como una de las aplicaciones prácticas del aprendizaje de la ingeniería inversa.

💡Bug hunting

La caza de bugs es el proceso de buscar y solucionar errores en el software. En el video, se sugiere que el aprendizaje de la ingeniería inversa puede ser útil para los 'Bug Hunters', quienes buscan fallos en los programas con el objetivo de mejorar la seguridad y la estabilidad del software.

💡Compiler

Un compilador es un programa que convierte el código fuente escrito en un lenguaje de programación de alto nivel, como C, en código máquina que puede ejecutar el hardware. En el guion, se habla sobre la importancia de entender cómo un compilador traduce el código fuente en código de máquina y cómo esto afecta el rendimiento y la seguridad del programa.

💡Microcontroller

Un microcontrolador es una unidad de computadora integrada en un solo chip que incluye un procesador y otros componentes de hardware necesarios para la operación de un sistema. En el video, se menciona que aprender a programar en un microcontrolador, como el STM32, puede proporcionar una comprensión práctica de cómo funciona el hardware y cómo se puede adaptar el código para diferentes arquitecturas.

💡Data sheet

Una hoja de datos es un documento técnico que proporciona información detallada sobre el diseño, las especificaciones y la funcionalidad de un componente electrónico, como un microcontrolador. En el guion, se sugiere que aprender a interpretar hojas de datos es esencial para programar en microcontroladores y entender cómo se implementa el código en el hardware.

Highlights

Emphasizes the importance of learning low-level programming for a deep understanding of computer systems.

Recommends starting with coding in a low-level language like C for direct memory access and process control.

Suggests writing an HTTP server as a project to learn C, which teaches HTTP RFC and defensive programming.

Advocates learning assembly language to understand CPU architecture and improve code performance.

Encourages reverse engineering to understand how compilers work and to analyze binary code.

Highlights the value of learning on microcontroller boards to apply C and assembly knowledge in a practical context.

Mentions the potential of Rust to replace C in the future for systems programming.

Discusses the necessity of memory management and writing bulletproof code in C.

Stresses the importance of learning to read documentation and man pages when working with C.

Describes the process of reverse engineering a piece of C code to understand CPU architecture.

Recommends the website crack.one for reverse engineering challenges to enhance low-level skills.

Expresses concern about the loss of understanding of basic CPU functions in the era of advanced computing.

Aims to educate and remind people of the fundamentals of how computers work through the YouTube channel.

Invites viewers to join the community of low-level architects to preserve knowledge as older generations retire.

Endorses learning on an STM32 board as a way to understand data sheets and cross-porting code.

Provides a link to another video about an interview question that teaches about CPU operations.

Transcripts

I get asked all the time in stream you

know if I were to start over again and

have to relearn all the stuff that I

know what would I do today to learn

about the lowest level for those of you

that don't know my name is low level

learning my day job I'm a security

researcher but on the internet I teach

people how to code in languages like C

and teach them how computers work

through languages like assembly and

others if you're new here welcome to the

channel hit that sub button and let's

learn how to be lowlevel together so how

would I get from zero to lowlevel as

fast as possible thought about this

question really hard and I came up with

the following three answers three things

that I would do today to get good at the

low level starting with number one code

in a lowlevel language this probably

goes without saying but if you know how

to code right now maybe you know how to

code in python or Ruby or God forbid

JavaScript I would say take that

knowledge of programming and go and

learn a language that gives you raw

unfettered access to the memory of your

process space and the language I

recommend for that is the c programming

language I know there's a lot of talk

and I talk about this a lot on my

YouTube channel if C is the appropriate

language for the future when it comes to

systems programming I think that rust

eventually will take over for C we're

not talking about that today in this

video I want to talk about why C is the

best language to learn with also we're

not going to get into the holy war of

whether or not C is a high or low-level

language for the purposes of this video

C is a low-level language discussed in

the comments learning to code

effectively in C forces you to learn

effective memory management it forces

you to learn how to write code that is

bulletproof because if you don't the

code will just inherently be unsafe

there are lots of things you have to do

in C to not leak memory to not give your

code access to hackers and to not have

the crash the code just crash whenever

it runs the number one project I tell

people to write when they're trying to

learn to code maybe they know the

language but don't have a project to go

after is to write an HTTP server and I

know that sounds fairly Advanced for

somebody who may be new to a language

but it will teach you not only the ins

and outs of the HTTP RFC but a lot of

really important things about

programming for example when you're

writing the HTTP parser you have to not

only write the code that adheres to the

RFC but then you also have to think of

your code defensively you're going to be

inprocessing and reading code from

literally anybody on the internet you

have to treat your code as if it's being

attacked you have to code defensively

writing an HTTP server will allow you to

get really familiar with how to read the

documentation of language you're not

just going to know the networking stack

off the top of your head you have to

learn how to read Man pages read

documentation and read how return values

work in the language of your choosing I

think learning C teaches you how

computers work at a fairly high level so

go and take your programming knowledge

and learn a language like C as step one

step two go learn an assembly variant

I'm not saying you have to be some

wizard who can just look at an assembly

blob and tell you exactly what's going

on as fast as possible I am saying that

knowing an assembly variant and knowing

how the CPU works at the instruction

level gives you a really really good

understanding of how your code is going

to behave and also if you can look at a

blob of c and figure out basically how

it's going to happen under the hood in

the CPU architecture it gives you a

superpower in choosing what code you

make and deciding how to design your

code so that it performs better the best

way you can learn assembly right now is

by taking this snippet of C code and

I'll put it in the description below and

go and compile that in

if you can object dump this piece of

code go to the main function and in

reverse engineer how it works you will

learn the basic 101 of that CPU

architecture and that will give you a

significant advantage on how things work

and number three once you've learned how

to code in a low-l language once you've

begin to understand when you write that

low-l code what architecture code gets

spit out by the compiler and generally

how the architecture works I recommend

learning the basics of reverse

engineering now now this pays off in a

number of ways one maybe your job is

just a malware reverse engineer maybe

you're a Bug Hunter looking for bugs and

taking binaries apart or maybe you're

just somebody who is looking at code and

you can't figure out why it doesn't work

learning the basics of reverse

engineering will teach you fundamentally

not only how things work but how things

are engineered and what the final output

of the compiler will be also when you do

reverse engineering challenges typically

they're all based around a specific

thing that you should know or like a

specific fact like maybe it has to do

with the Trap flag in the Intel CPU or

maybe it has to do with the global

offset table all these challenges teach

you a little thing that you can kind of

put into your toolbox of knowledge that

over time you'll just begin to H have a

holistic picture of how binaries are how

binaries are constructed in the Linux

operating system for example and I

highly recommend going to crack. one

this is not sponsored this is not an ad

it's just a website that I like where

there are people who write reverse

engineering challenges and you can

download them run them on your computer

run them in a VM because you have no

idea if the code is mici or not um but I

think these challenges are really cool

and an easy and fast way to learn the

skills of reverse engineering and

ultimately one of the lowest level

techniques and then finally actually

number four secret bonus um I think that

another way to get really good at low

level stuff is to pick up a board to

learn to write C on that board so this

for example is an stm32 it's an

arm-based board this is the stm32 F7

nucleo if you can learn C if you then

learn an assembly architecture if you

can then get that c code to run on a

specific architecture of microcontroller

so again be it like an STM maybe an

Arduino or risk vbo an esp32 something

like that it will give you the ability

to read a data sheet to understand how

to interpret that data sheet and how to

crossport your code to a board that can

run somewhere else as Computing gets

more advanced as computers get older and

older and they get more technologically

Superior as time goes on I feel like we

lose touch with how CPUs work at a basic

level I can literally take out my iPhone

and access any information that I need

to in the world and the whole Magic of

what's going on we literally tricked

rocks into thinking I think it's kind of

lost on us so part of what I made this

YouTube channel to do is to teach people

and remind people that you know how

computers work and to make sure that we

have a cohort of people moving on into

the future that once the gray beards of

the world the line of TS of the world

that built these systems move on and

possibly pass away you know we have the

second generation of low-l Architects

that that know how CPUs work so if you

think that's cool or you enjoyed this

video or you want to be a part of that

cohort hit that sub button really

appreciate it and uh yeah we'll see you

guys on the next video you can go check

out this other video that I made about

an interview question that I got asked

it was really cool and it taught me a

lot about how CPUs work you can go find

that out right there see you guys