基于代码迷惑的软件保护

代码迷惑是软件防盗版、篡改和逆向工程的有效方法,但以前的代码迷惑技术多数缺乏理论依据,使得其保护效果不是十分明确.该文给出插入死代码和改变控制流两种迷惑技术,提出了新的代码迷惑模型,并利用NP-complete问题从理论上证明其可行性.最后,通过实例分析表明该模型具有很好的保护效果.     

基于抽象解释的代码迷惑有效性比较框架

代码迷惑是一种以增加理解难度为目的的程序变换技术,用来保护软件免遭逆向剖析.代码迷惑是否有效是代码迷惑研究中首要解决的问题.目前对有效性证明的研究大都是基于非语义的方式.文章将语义与有效性证明联系起来,建立了基于语义的代码迷惑有效性比较框架,该框架能够为迷惑算法在静态分析这样的限定环境下提供有效性证明,而且也能严格比较迷惑算法之间的有效性,最后使用实例描述比较框架如何应用到证明代码迷惑的有效性.     

软件迷惑变换的鲁棒性量化评价

为了方便程序员比较多种迷惑变换方案的优劣,提出了一种量化评价迷惑变换鲁棒性的方法.该方法从软件复杂度变化与代码功能模糊性两个相对独立的层面来刻画迷惑变换导致的鲁棒性.首先,从系统的复杂性与信息的多样性角度建立软件系统复杂度模型,模型包含软件结构、信息流、分支、循环以及元素的嵌套层次,力求从复杂性层面更准确地反映变换对软件的保护;之后,为量化描述迷惑变换的功能模糊度,根据专家指标评分法建立单种迷惑变换模糊度模型,在此基础上建立多种迷惑变换复合模糊度模型;然后,阐述了如何联合所提出的模型实现对单种迷惑变换技术有效性判定与多种迷惑方案的选优,也给出了模型的实现算法及一些示例;最后,通过实例仿真详细展示了模型的工作过程.     

基于函数指针数组的代码迷惑技术

移动代理在网络计算中经常遇到有目的的篡改攻击,只要通过代码迷惑技术使得对移动代理的程序分析复杂度增加或精确性降低,就能有效地增加这种攻击的难度,从而在一定程度上阻止这种攻击．函数指针分析及控制流分析是程序分析中的难点,也是引起分析的精确度降低的原因．文章首先给出一种增添函数指针数组的程序变换方法,使得函数之间的调用关系函数变得难以分析;同时提出一种控制流变换方法来增加程序分析中的数据流及控制流分析的复杂度,从而使得程序分析的精确度大大降低,最终使篡改攻击难以达到目的。     

基于程序设计类图保护的代码迷惑算法

通过反向工程可以较容易获得Java程序代码的设计类图,从而给保护软件知识产权带来困难。为此,采用Java接口融合的代码迷惑方法,提出一种保护Java程序设计类图的代码迷惑算法,并根据该算法构造一种Java接口融合迷惑器。实验结果表明,该算法具有较好的迷惑效果,有效地隐藏程序的设计类图,并且没有额外时间消耗和大量冗余代码。     

基于多分支语句的控制流迷惑技术

控制流速惑是代码迷惑的一个重要方面．程序控制流分为过程内控制流及过程间控制流．本文提出了一种基于switch_case语句的控制流迷惑技术；首先给出一种基于switch语句的程序变换方法，使得过程内的控制流关系变得复杂，同时利用switch语句对整个程序中的函数进行重新定义，从而迷惑程序中的函数调用关系，以达到迷惑过程间控制流信息的目的．最后表文定性地分析了这种代码迷惑技术的性能．     

软件防反汇编技术研究*

为了保护软件所有权,根据一般的反汇编算法的特征,提出代码重叠、跳转地址重定向和控制流混淆等几种代码混淆技术。这些技术能使反汇编结果出现混淆,误导攻击者对程序理解,从而提高软件防反汇编的能力,有效地阻止对软件的逆向分析,保护了软件的知识产权。     

.NET 软件代码分析与保护

从实用角度出发,结合实例,介绍了软件代码常见的几种分析技术;进而利用强名称、名称混淆、IL代码混淆、加壳等保护技术,逐步给代码加上防护层,以增强软件代码被反编译破解的难度,从而实现软件代码的保护。     

一种基于流图变换的代码迷惑算法

为了提高软件的安全性,常使攻击者难以理解专利软件系统内部的工作机制,代码迷惑技术因其代价低廉而越来越受到人们的重视。代码迷惑技术的提出对于软件保护具有非常重要的意义,代码迷惑技术的使用可以对程序代码及核心算法进行保护。简要概述了代码迷惑技术基本内容,阐述了基本块和流图的相关知识,给出了可归约流图变换为不可归约流图的迷惑变换具体的算法及实验结果,并对算法的有效性进行了分析。     

基于代码混淆的软件保护技术

越来越多的软件以平台无关的中间代码来发布,代码混淆技术降低了被静态分析、逆向工程和篡改等恶意攻击的可能性,从而达到保护软件源码的效果。文章从软件保护的方法出发,给出了代码混淆技术的定义和目标,介绍了代码混淆技术的分类和性能指标,最后指出代码混淆技术的发展方向。     

Experiment with control code obfuscation

Control code obfuscation is intended to prevent malicious reverse engineering of software by masking the program control flow. The idea for further advancing the state of the art was presented in 2000 by WANG C. An obfuscating system for Java based on the ideas of WANG C is implemented and experimented. The experiment results show that obfuscation can be done efficiently with moderate increases in code size, execution times, while making the obfuscated code resilient to a variety of reverse engineering attacks.     

分存技术在代码混淆中的研究

为改善软件的验证安全性机制,针对软件代码的混淆强度是否足够抵抗攻击的问题,提出一种基于分存技术的代码控制流混淆方法。利用分存技术得到多个能够动态检验非法操作的验证函数;将其与原有的代码控制流混淆方法结合,隐藏插入到程序中;通过改变软件代码的控制流结构,增加破解者逆向工程的难度,达到保护代码的目的。实验结果表明,该方法具备抵抗破解者攻击和动态验证系统安全性的能力。     

一种多态内联代码混淆算法

针对软件代码混淆算法中的内联方法存在混淆结果单一性问题,提出了一种多态内联代码混淆算法.基于有限状态自动机(FSM)建立了算法理论模型,对每个内联的方法体选择差异性的混淆实现,并通过理论分析说明了提出的算法在隐蔽、强度和执行开销方面的有效性,最后把提出的算法与Sandmark的内联算法进行了实验比较.实验结果表明,提出的算法在程序复杂度以及控制流结构的复杂度方面都得到了很大提高,验证了其对代码混淆强度的提升.     

基于符号执行和N-scope复杂度的代码混淆度量方法

代码混淆可有效对抗逆向工程等各类MATE攻击威胁,作为攻击缓和性质的内生安全技术发展较为成熟,对代码混淆效果的合理度量具有重要价值。代码混淆度量研究相对较少,针对代码混淆弹性的度量方法与泛化性、实用性度量方法相对缺乏。符号执行技术广泛应用于反混淆攻击,其生成遍历程序完整路径输入测试集的难度可为混淆弹性度量提供参考,然而基于程序嵌套结构的对抗技术可显著降低符号执行效率,增加其混淆弹性参考误差。针对上述问题,提出结合符号执行技术和N-scope复杂度的代码混淆度量方法,该方法首先基于程序符号执行时间定义程序混淆弹性;其次提出适配符号执行的N-scope复杂度,定义程序混淆强度同时增强符号执行对多层嵌套结构程序的混淆弹性度量鲁棒性;进而提出结合动态分析与静态分析的混淆效果关联性分析,通过对程序进行符号执行与控制流图提取量化混淆效果。面向C程序构建了该度量方法的一种实现框架并验证,实验对3个公开程序集及其混淆后程序集约4 000个程序进行混淆效果度量,度量结果表明,提出的度量方法在较好地刻画混淆效果的同时拥有一定的泛化能力与实用价值;模拟真实混淆应用场景给出了该度量方法的使用样例,为混淆技术使...     

基于底层虚拟机的标识符混淆方法

针对现有代码混淆仅限于某一特定编程语言或某一平台,并不具有广泛性和通用性,以及控制流混淆和数据混淆会引入额外开销的问题,提出一种基于底层虚拟机（LLVM）的标识符混淆方法。该方法实现了4种标识符混淆算法,包括随机标识符算法、重载归纳算法、异常标识符算法以及高频词替换算法,同时结合这些算法,设计新的混合混淆算法。所提混淆方法首先在前端编译得到的中间文件中候选出符合混淆条件的函数名,然后使用具体的混淆算法对这些函数名进行处理,最后使用具体的编译后端将混淆后的文件转换为二进制文件。基于LLVM的标识符混淆方法适用于LLVM支持的语言,不影响程序正常功能,且针对不同的编程语言,时间开销在20%内,空间开销几乎无增加;同时程序的平均混淆比率在77.5%,且相较于单一的替换算法和重载算法,提出的混合标识符算法理论分析上可以提供更强的隐蔽性。实验结果表明,所提方法具有性能开销小、隐蔽性强、通用性广的特点。     

基于冗余代码的控制流混淆算法

目前的平展控制流主要是结合不透明谓词使用,例如混沌映射和同余方程算法。这些算法会引起大量额外开销。此外,这种结合不透明谓词的平展控制流混淆方法难抵御动态逆向攻击。针对这些问题,提出了在插入与原基本块结构类似、但数据随机生成且与原基本块不同的冗余块,使攻击者难以区分实际执行基本块的基础上,对实际执行基本块和冗余块进行控制流平展化处理,进一步混淆控制流结构。此外,构建分支函数动态赋值算法,对分支变量进行强化,提高混淆弹性。该控制流混淆算法在mbed TLS程序测试集上进行控制流、逆向工程和性能测试与分析,测试与分析结果表明该混淆算法不仅能大大提高混淆强度,还能有效保护程序控制流信息,抵抗动静态逆向分析。     

分支混淆中的条件异常代码构造研究

当前分支混淆技术通过构造条件异常代码和异常处理替代条件跳转指令,隐藏分支选择指令的地址,提高约束条件获取的难度,从而对抗符号执行。当前方法构造的条件异常代码中,关键数据具有二值性问题,有利于分支混淆的检测、发现和约束条件获取,降低了混淆的隐蔽性和与符号执行的对抗性;基于该缺点,提出一种使关键数据具有多样性特征的条件异常代码构造方法,增加了混淆的隐蔽性和约束条件的获取难度,提高分支混淆对抗符号执行的强度;通过结构化异常处理实现了基于新型条件异常代码构造的分支混淆原型系统,并对混淆进行了测试和分析。     

改进的基于底层虚拟机混淆器的指令混淆框架

针对底层虚拟机混淆器（OLLVM）在指令混淆层面只支持指令替换一种算法,且仅支持5种运算符和13种替换方案的问题,设计了一种改进版的指令混淆框架InsObf,以加强OLLVM指令层面的混淆效果。InsObf包含指令加花和指令替换,其中指令加花首先对基本块的指令进行依赖分析,然后插入叠加跳转和虚假循环两种花指令;指令替换在OLLVM的基础上,拓展至13种运算符,共计52种指令替换方案。在底层虚拟机（LLVM）上实现了框架原型后,通过实验表明,与OLLVM相比,InsObf在时间开销增长约10个百分点,空间开销增长约20个百分点的情况下,圈复杂度和抗逆向能力均可提高近4倍;与同样基于OLLVM改进的Armariris和Hikari相比,InsObf在同一量级的时空开销下,可以提供更高的代码复杂度。因此,InsObf可提供指令层级的有效保护。     

路径分支混淆研究综述

代码混淆是一种便捷、有效的软件保护方法,能够较好地对抗以逆向分析为基础的MATE攻击,随着以符号执行为基础的自动程序分析技术的发展,出现了能够抵抗符号执行的新代码混淆方法——路径分支混淆。依据路径分支信息的构成,以及分支信息在对抗符号执行分析上的差异,对分支混淆技术进行了分类,并给出了分支信息泄露与符号执行的联系;按照分支混淆的分类,对当前分支混淆的研究进展进行了介绍和总结,分析了各类分支混淆的优缺点;最后,对分支混淆技术的发展进行了展望。