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詳解USBKey加密解密技術的軟件保護

時間:2012-07-29 14:25來源:未知 整理:寂涯網絡 點擊:

保護軟件不被非法拷貝,不被非授權使用,也就是保護軟件開發者應有的經濟利益不受到侵害。軟件的保護要
從兩個方面入手,首先依據國家法律要保護軟件開發者的合法利益,對于違反法律的軟件篡改、破解應該加以懲處,同時加強公
眾的產權保護的意識,購買正版軟件。另一方面,要從技術手段加以保護。因為技術保護是針對軟件破解者最直接的保護手段。
1 相關工作
反匯編軟件的功能是根據可執行文件的代碼段、數據段和其他相關信息,將二進制代碼還原成為匯編代碼,同時提供動態
調試的功能。反匯編軟件分為動態反匯編和靜態反匯編兩種,前者比較強調調試功能的強大,而后者比較強調反匯編的準確性,
同時提供豐富的輔助信息。
1)IDA[1]
 : IDA Pro是一款可交互的、可擴展的、可編程的多處理器的反匯編調試器,可在Windows、Linux、Mac 系統上運行。
IDA Pro現在事實上已經是惡意代碼分析、漏洞研究和軟件驗證的標準。
2)OllyDbg: OllyDbg是一款由Ole Yuscchuk編寫的可視化界面的調試工具,可在Windows各個版本上運行,特別是在NT系
統架構上能夠發揮出強大的功能。OllyDbg結合了動態調試和靜態分析,對異常的跟蹤處理相當靈活,是Ring3級程序進行調試的強大工具。可識別數千個被Windows頻繁使用的函數,并
能將函數參數注釋出來。
3)脫殼:將可執行文件進行反匯編,得到匯編代碼,通
過分析來理解代碼的算法和功能,逆向分析原軟件的思路,
然后用高級語言重新設計構造軟件,這是一個 “逆向工程”的
過程。第一步,需找OEP[2]
(Original Entry Point) ; 第二步,抓
取內存映像;第三步,重建輸入表;第四步,處理附加數據;
第五步,PE文件優化。經過這些步驟,原來受保護的程序就
被破解或者是逆向了。軟件的算法和功能暴露無疑,軟件所有
者的權利受到了侵犯。因此,對軟件的保護需要建立在研究
軟件攻擊技術的基礎之上,才能更好地保護軟件。
2 系統方案總體設計
假設系統的輸入為Windows平臺上的常規的EXE文件
(可執行文件) ,所謂的常規是指EXE文件沒有經過優化或者
加殼的文件。該系統包括反逆向、授權、加密三個模塊,這三
個模塊獨立的實現了各自的功能,如圖1所示。
圖1  系統的輸入和輸出
加密模塊加密功能的實現會建立在授權功能的基礎上,加
密模塊中加密算法的調用會依賴于授權模塊提供的加密接口。
在時間順序上,反逆向模塊會先于加密模塊和授權模塊起作用,
這樣有利于加密模塊和授權模塊的安全性。同時授權模塊提供
可控的授權機制。這樣對于可執行文件的保護的安全機制不再
是單獨的起作用,而是形成比較全面、均衡的保護。
加密程序的輸入是未經過加密的EXE文件,PE結構的輸
入表、數據段和代碼段都是經過編譯器編譯后未經修改的文件。
輸出則是加密后的EXE文件, 變化是針對PE結構的輸入表加密、
部分資源的壓縮和加密、數據段的加密和代碼段的加密,并且
在區塊的最后新增了一個名為.ss的區塊。此區塊為新增代碼的
區塊,包含反逆向、驗證授權及還原程序的代碼。
自解密程序則是加密后的EXE文件的順序執行。程序會
首先執行.ss區塊中的代碼,進行反逆向和授權驗證,然后還
原程序,最后跳到遠程序繼續執行。
2.1 反逆向模塊
程序的逆向包括對程序數據的掃描、代碼的反匯編、程
序運行時內存的抓取。這些技術的合理應用都會對程序的安
全產生影響,使得程序的數據和運行機制暴露,授權軟件還
面臨著授權失效的風險。因此,有針對性地采取反逆向的機
制是非常必要的。
Windows平臺上逆向技術包括反匯編、調試、抓取內存
映像等,而反逆向的技術就是針對性的防護,是對逆向功能
的限制。反逆向模塊的主要手段就是提高軟件逆向的門檻和
難度,因此該模塊是反逆向技術的疊加。
2.2 授權模塊
授權模塊是基于USB Key的文件系統、加密算法和校驗
算法的。通過USB Key的訪問控制和文件系統,來提供密鑰、
用戶標識和校驗碼的安全存儲。加密算法提供對代碼和數據
的加密和解密,校驗算法提供對文件和代碼段的校驗。因此

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