計算機軟件保護與恢復探索
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簡單來講,反動態跟蹤的目的是防止別人使用調試器來追蹤軟件運行。這種方法最基本的思路是讓程序去故意執行一些能使干擾的調試器的正常運行或者可以讓調試器失效的動作。反調試代碼將測試是否需要額外增加一個調試器,如果需要的話,程序則自動退出,或者讓調試器終止。反調試有很多方法，但大部分反調試方法都與一個特定的平臺及特定調試器有關。
軟件壓縮與加殼技術外殼程序事先早于被保護對象程序運行的程序,這部分的程序對原程序代碼和數據進行相應解密還原操作。一些殼軟件能加密數據并且可以對可執行文件的代碼和數據壓縮,這不僅降低了文件在磁盤上所占有的存儲空間,而且在某些情況下，可以有效提高可執行文件加載的速度。大多數的軟件外殼還集成有反靜態分析方法、反跟蹤技術及反脫殼技術從而增加了破解難度。加密代碼是防止靜態分析程序的一種常用的方法。一般可以在程序編譯完成時,給用戶使用之前,將程序加密,并且在可執行文件里嵌套可實現解密的代碼來實現解密功能。該方法對于經驗豐富的破解者最多也就是在逆向工程中增加一些困難。但是由于只要在可執行文件包含有解密程序,它必須包含相應的解密算法及解密密鑰進行解密。由于在程序代碼運行之前必須解密出來,因此，在程序運行的過程中，實現解密的全部或部分程序必須留到內存當中。即便如此,代碼加密仍然是防止靜力分析的一種常用方法。這是由于它能夠明顯改善程序的分析復雜性,有時候甚至能夠迫使破解者必須動態分析程序。
軟件水印軟件水印方法的基本思想是，把版權信息或者唯一身份識別碼等信息，隱蔽的嵌入應用程序中,當需要時候再用一個特定的水印算法將水印提取出來進行版權確認，這是一種可以追蹤非法軟件拷貝的副本直到源頭的方法。根據水印加載的時間來分，軟件水印技術可以分成靜態軟件水印技術和動態軟件水印技術2種。靜態軟件水印的存在并不依賴于軟件運行的狀態,可以在儲存、發送及運行時進行驗證。靜態水印軟件通過在軟件編輯時直接或者在編輯完成后加入的方式加入到軟件程序中。只有對軟件本身有足夠的了解，才能最終確定水印信息。根據水印存放的位置不同,靜態水印又可以分為靜態代碼水印和靜態資料水印2種。動態水印依賴于軟件運行狀態而存在，一個動態的軟件水印的結構是在程序執行時被構造出來的,因此可能會由某一個特定輸入序列進行觸發。動態水印能通過分析水印信息的程序運行時候結構的數據的結構來萃取,也可以通過執行跟蹤程序提取。動態軟件水印又可分為動態執行軌跡水印、復活節彩蛋水印及動態數據結構水印3類。軟件水印保護的目標就是使攻擊者很難對水印程序進行分析,從而防止水印的發現和竊取,或防止水印的代碼被惡意修改或刪除。
虛擬機保護虛擬機保護技術是將一段程序匯編成一段特殊意義的代碼,這個代碼不是在目標機被直接執行,而是通過一個解釋器來模擬執行。虛擬機中的可執行代碼文件只有一個數據塊,由于虛擬機代碼在運行的過程中進行解釋執行，所以反匯編工具不能反編譯虛擬機的代碼。破解者要分析虛擬機的加密結構與執行過程要花費大量時間及精力。另外，由于虛擬機能夠屏蔽具體的平臺及相關信息,編譯器只要產生能夠在虛擬機上進行運行的一種目標代碼,它就可以在各種平臺運行而無需修改,而虛擬機本身需要移植。當虛擬機要執行相應的字節代碼時,再將字節碼解釋成相應的具體平臺上的機器碼進行執行。
計算機軟件恢復的原理與方法
軟件恢復技術是應對系統軟件老化現象的有力效方法。簡單地說,是當軟件的性能衰退到了一定程度時,終止程序的運行,并對系統重置來清理系統內部的狀態,從而能夠釋放操作系統的資源，恢復軟件的性能,并能有效減少由于系統軟件的老化造成意外終止而帶來損失。在進行恢復策略研究時,依據一定系統模型,將系統狀態分成系統魯棒狀態、系統預故障狀態及系統故障狀態。根據對以上原型系統的分析，軟件恢復策略一般分基于時間的軟件恢復策略與基于檢測的軟件恢復策略2種。
基于時間的軟件恢復策略基于時間的恢復策略是實現簡單、成本可預計的一種恢復模式。該方法通常是基于最小的恢復成本和最短的停機時間來得到更高系統服務率或者更快服務響應來提前確定最優恢復的時間間隔,對性能衰退的系統周期性的進行恢復。基于時間的軟件恢復策略中重點研究的一個問題是如何確定最優的恢復時間表的問題。
基于檢測的軟件恢復策略基于檢測的恢復策略是通過對系統的檢測來確定恢復模式。恢復模式的確定通常根據系統參數、系統運行期間采集到的系統信息并通過合理的數據統計等來確定相應的恢復模式。基于檢測的軟件恢復策略首先要確定系統性能進行衰退的閾值和評價指標，主要是分析造成系統的性能衰退的主要的一個原因或者幾個原因的協調折中。在系統的運行過程中對系統的性能進行檢測，若達到了預先所設定的閾值時則執行軟件恢復。為減少監控的成本，在檢測時可以在指定的時間間隔內進行周期性的檢測。
通過對系統進行綜合的權衡和比較及算法研究，得到完整保護的流程是：首先要對軟件程序有限制，要求用戶至少要進行注冊才能得到完整的使用權限，并用程序運行與用戶機的硬件相關聯的注冊碼進行關鍵功能解封。其次，為防止解密者利用各種工具得到程序的關鍵點及關鍵的信息，應采用反跟蹤技術、反調試技術及反匯編靜態技術等進行分析。另外，最好給程序加上一個外衣，把程序包起來，也就是利用加殼軟件或加密鎖等產品來提高自己程序的防范能力和增加破解門檻。也要考慮怎樣有效的保證自己程序只給合法用戶使用，而非合法用戶即使在正常的途徑下得到了正式軟件業也無法正常使用的問題。目前此問題一般用“一機一碼”進行許可注冊的方式進行解決。在軟件恢復中，在保證產生更多恢復方法的同時要結合基于時間與基于測量的2種思路進行研究。同時在軟件容錯領域中，將軟件恢復的相關概念與其他的有效技術概念相結合，以便產生出更多新概念和新方法。
結語
國內外的專家學者對軟件的保護及恢復進行了較為深入的研究和探討，并且取得了一系列豐富的科研成果。本文對計算機軟件保護與恢復的理論研究有一定的指導意義。
作者：馬宗亞 張會彥 單位：河北軟件職業技術學院