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。     

Java混淆器的设计与实现

根据Java虚拟机规范,通过对Java类文件结构,尤其是常量池结构的分析,设计并实现了一个Java混淆器。该混淆器在保证程序语义不变的同时改变java类文件中函数和变量的名字,从而使得混淆后的类文件的反编译结果可读性极低。同时也实现了对控制流的混淆变换,已经成功的应用于保护移动代码的研究当中。     

基于随机插入策略的Java混淆器设计与实现

控制流的混淆能够运用在混淆程序的运行流程中,阻止了软件的逆向工程,但在通常情况下,混淆后的程序增大了程序的代码量和执行时间。通过构建随机插入混淆策略,利用分支插入和循环条件插入两种算法的结合,引入随机函数来控制代码的插入,达到防止代码长度增长的目的。采用BCEL的设计并且实现了在以Java为字节码的控制流混淆转换工具的基础上,实现Java字节码一代代的重复混淆,并且使混淆的结果不能再一次显现。通过实验结果表明,这一策略能够有效地防止出现由于控制混淆器的转换操作引起性能的超负荷状态,同时更有效地阻碍逆向工程的攻击。     

基于随机插入策略的Java混淆器设计与实现

控制流混淆用于混淆程序的运行流程,从而防止对软件的逆向工程,但通常混淆后的程序在代码量以及执行时间方面都有较大增长.提出了随机插入混淆策略,采用分支插入算法和循环条件插入算法相结合,并引入了随机函数以限制代码的插入操作,从而控制代码长度的增长.使用BCEL设计并实现了基于Java字节码的控制流混淆转换工具,能够实现Java字节码的迭代混淆,且混淆结果具有一定的不可再现性.实验结果表明,该策略能够有效地控制混淆转换带来的性能过载,同时能够有效地防止逆向工程攻击.     

Java混淆算法的研究

由于跨平台需求和动态连接的特性,使Java类文件容易被反编译。该文从提高程序模糊度出发,研究了数据混淆这一主流的代码混淆技术,并对类拆分、变量拆分等算法进行了完善和细节化。能有效防止java程序被逆向工程,使反编译工具反编译出来的源程序可读性极差。     

基于垃圾代码的控制流混淆算法

针对控制流混淆会引入额外开销的问题,提出一种利用垃圾代码进行控制流混淆的算法。将分支垃圾代码算法和循环垃圾代码算法相结合,并引入Hash函数以限制代码的插入操作,从而控制代码长度的增长,降低程序分析的精确度,抵抗篡改攻击。实验结果表明,该算法能有效防御逆向工程攻击。     

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。     

软件保护利器——混淆算法研究

文章介绍了混淆算法的力量、弹性、执行代价和隐蔽性等性能及其度量,简要叙述了各种混淆变换,总结了反混淆和对混淆算法的攻击方法,提出了若干可能的研究方向.     

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。     

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。     

基于分片融合的代码隐式混淆技术

目前,在代码保护技术研究领域,传统的混淆方法具有明显的混淆特征,分析人员可根据特征对其进行定制化的去混淆处理.为此,提出了一种基于分片融合的代码保护技术,通过在源代码层面将目标代码按照语法规则进行代码分片,依据执行顺序与语法规则,将分片插入另一程序的不同位置,在修复函数调用过程与数据关系后,形成可正常运行两个代码功能的融合后代码.在实验部分,对混淆后的代码,从运行效率、代码复杂度影响、代码相似性这3个维度,与其他混淆技术进行对比.从测试结果可以看出:基于分片融合的代码隐式混淆技术能够有效地模糊代码语义,改变控制流特征,且没有明显的混淆特征.因此,融合技术在对抗多种相似性对比算法的能力上有明显优势.     

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．     

Java程序混淆技术综述

软件混淆技术已经广泛应用于抵制逆向工程和重组工程.文中从混淆技术的历史发展角度对现有的混淆技术理论、算法、攻击模式和评估进行了综述,将Java程序混淆算法分为类内混淆和类间混淆两个类别,并对其中的各类算法进行详尽的阐释.最后在现有工作的基础上,展望了软件混淆技术未来的发展与研究方向.     

基于程序流敏感的自修改代码混淆方法

自修改代码混淆方法是一种隐藏程序重要信息的有效技术。为减少代码混淆造成的额外开销而又不影响代码混淆的质量,利用程序流敏感分析方法选择比较重要的指令进行混淆。为提高代码混淆的质量,有效地防止反汇编,提出一个二步比较混淆模型。该模型包括两个子混淆器,混淆器1采用程序流敏感分析方法获得混淆的指令并产生两个混淆代码文件和一个混淆代码映射文件。混淆器2通过比较两个混淆代码文件精确地定位混淆指令在二进制代码中的位置,然后利用混淆代码映射文件对二进制代码进行混淆,以进一步提高代码混淆的质量。通过实验分析,混淆后二进制文件的额外开销只占整个代码的3%左右,并且混淆后的反汇编代码明显异于原始的反汇编代码,甚至出现了一些无法识别的错误指令。     

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。     

事务标识的研究与实现

事务标识的分配是影响嵌套事务执行效率的重要因素之一.文章深入分析了在嵌套事务模型下,事务处理对事务标识的需求.以此为基础,提出了一系列实用有效的分配策略.其中,基于位的事务标识分配策略实际应用于自行研制的面向对象数据库系统KDOODB(KeDa object oriented database)中.最后给出了性能测试的结果.