一种软件保护虚拟机的指令解析器方案

未经处理的传统二进制可执行代码容易遭到静态分析、动态分析、逆向工程和篡改等恶意攻击。进程级虚拟机软件技术近年来被用于软件保护领域。本文描述一种新颖的进程级软件保护虚拟机指令解释器方案,该方案使用自定义的SEH(Structured Exception Handling,结构化异常处理)控制虚拟指令的获取。结果表明,该方案为虚拟机中其他保护手段提供了平台,并能在现有基础上增加逆向分析的难度。     

一种采用嵌套虚拟机的软件保护方案

随着逆向工程的发展,传统的众多保护方法已经不再适合现代软件保护的要求.给出了一种新的基于虚拟机的保护方案,将本地机器码译成虚拟指令并由虚拟机解释和执行,抽象了软件语义,使得逆向工程师极难理解高层原程序逻辑.此外,方案中采用了嵌套多重虚拟机技术,逆向工程师不把前一重突破就无法展开对下一重的分析,从而使得该软件保护方案极大提高了安全性.     

基于虚拟机的软件保护研究与设计

虚拟机技术一直是当今计算机安全领域研究的热点之一。从软件保护的角度出发,介绍了基于虚拟机的软件保护设计方案中的关键技术,并给出了一个范例,说明具体步骤和方法。该方法将保护对象细化为函数,给出了单函数识别的具体步骤和方法,利用基本的x86编码来构造虚拟机,对基本指令集采用基于字节码的加解密技术,此外还对各类指令进行了必要的模块化扩展以增加保护力度。目前国内对于虚拟机的保护技术处于起步阶段,因而对于虚拟机技术的理论基础研究和技术实践应用均具有较高的研究价值和发展空间。     

一种基于多维防御混合策略的虚拟机保护安全性增强方法

针对虚拟机模块连接安全性较弱的问题,提出一种多维防御混合的虚拟机保护安全性增强方法。首先融合ROP、指令重叠和指令自修改技术对虚拟机框架模块连接指令序列进行隐蔽性混淆,然后运用基于多样化和随机化技术构造的混淆指令网络提升指令序列复杂性,最后采用哨兵集和三线程保护技术完成模块连接指令序列的防篡改。采用了不透明谓词,随机选...     

一种具有时间多样性的虚拟机软件保护方法

软件核心算法防逆向保护,是软件研发乃至软件产业发展的迫切需求,也是当前软件安全研究领域的热点之一.虚拟机软件保护作为一种保护强度高、商业应用广的技术,已被用于软件核心算法保护,并在很大程度上能够抵御攻击者的逆向分析.但这种保护方法难以抵御累积攻击,无法提供更加持久的保护.时间多样性是指一个软件在不同时间被执行时,执行路径不同,主要用于抵御累积攻击.将时间多样性与虚拟机软件保护相结合,提出了一种具有时间多样性的虚拟机软件保护方法,称为TDVMP.在TDVMP中,通过构造多条相异的执行路径,使得被保护软件在不同次执行时,能够动态选取不同执行路径,从而极大地增加了攻击者进行累积的核心算法逆向分析攻击的难度.同时,对于TDVMP设计中的关键问题,比如多执行路径的构造与选择等进行了详细讨论.此外,提出了时间多样性保护效果的评价指标,并给出了其度量及计算方法.以所实现的原型系统为基础,通过一组具有一定实用价值的实例,对所提出的方法进行了测试、实验.结果表明,TDVMP对于软件核心算法防逆向保护是有效且实用的.     

一种改进的GPU虚拟化实施方法

当前虚拟桌面实施方法中,终端用户对3D图形处理能力越来越高的要求与虚拟机GPU处理能力之间的矛盾逐渐凸显。为解决上述问题,对GPU虚拟化的典型实施方法进行了研究。在对上述虚拟化技术进行分析的基础上,介绍了一种改进的基于设备独占法和API remoting法的虚拟化方案。利用Hypervisor创建两种模式的虚拟机,分别为一台父虚拟机(GVM)和多台子虚拟机(DVM)。GVM完全独占物理GPU,而DVM与物理GPU无直接交互关系。两种模式虚拟机共享GPU内存以及指令通道,DVM中的GPU调用指令传递至GVM,通过GVM对物理GPU进行快速调用,将调用结果返回到共享内存空间,进而呈现给用户。最后对改进的GPU虚拟化方法与典型虚拟化方法进行了对比与分析,总结了其中的优缺点,梳理了将来的研究重点。     

基于指令交换的代码混淆方法

软件程序是按一定顺序排列的指令序列,指令的排列组合构成了千变万化的程序语义.指令顺序重排通常会相应地导致程序语义的变化,通过分析相邻指令序列的相对独立性,可以在不影响程序语义的前提下交换相邻指令序列,增大指令距离,改变程序特征,在一定程度上增加逆向分析代价.通过改进程序的形式化定义论证相邻指令交换的充分条件,采用模拟退火算法实现随机化的指令乱序混淆方法,并将指令乱序方法与虚拟机代码保护技术融合,实现基于指令乱序的虚拟机代码保护系统IS-VMP,使用加密算法实例进行系统测试,验证了指令乱序混淆算法的可行性与有效性.     

一种基于虚拟机Handler动态加解密的软件保护方法及实现

考虑到Handler序列为逆向分析者的重点攻击对象。针对Handler指令序列的内存转储分析以及起始和终止点的断点分析,提出一种基于虚拟机Handler动态加解密的软件保护方法,在基于虚拟机的软件保护方法上,增加加密和解密代码模块,并将所有Handler进行加密保存。当程序执行到某个Handler时,先将加密过的Handler进行解密并执行,执行完成后再次对其进行加密,直到所有Handler序列执行结束。实验和分析表明:该方法能够有效防止攻击者对于Handler的起始和终止位置进行断点调试分析和内存转储分析。     

Java虚拟机中Java栈以及相关指令的实现

Java栈是Java虚拟机中运行时数据区的主要组成部分。大部分虚拟机指令的操作都与Java栈中的框架相关联。该文描述了Java栈在Java虚拟机运行中所起的作用,自行设计了一种Java栈的数据结构,提出了一些具有代表性的字节码指令的实现方法。同时总结了Java栈对虚拟机运行效率的影响。     

基于KVM的虚拟锁步技术

依托基于内核的虚拟机（kernel-based virtual machine , KVM ）的平台,针对虚拟机容错系统中的关键技术---虚拟锁步技术展开研究,主要研究虚拟锁步技术所采用的虚拟机同步机制（VM synchronization mechanism ）。对开源虚拟机容错软件Kemari进行架构剖析与代码分析,指出其所使用的基于数据拷贝的虚拟机同步机制在不使用共享存储进行锁步运行时,具有一定性能缺陷;以此为基础,提出相应的改进措施,设计并实现一种新的虚拟机同步机制。该机制采用事件重放的方式实现冗余虚拟机间块设备数据的同步,弥补了Kemari虚拟机同步机制的相关性能缺陷。     

基于Alpha处理器的系统级仿真实现

以Alpha处理器作为实现平台,将系统仿真软件QEMU移植到Alpha上,使基于x86结构的Linux操作系统可以运行在系统虚拟机中,实现Alpha处理器与x86程序的兼容。对该虚拟机进行性能测试,通过统计代码膨胀率,找出制约虚拟机性能的指令类型,为虚拟机性能优化工作提供参考数据。     

用户级多任务的两种实现方法

在分析了系统级多任务需要哪些硬件支持的基础上。提出了进程扩展型虚拟机和指令解释器型虚拟机的概念，给出这两种虚拟机如何模拟支持多任务的硬件机制的方法，以及在虚拟机上建立和切换多个任务的方法，该技术可以用于在上述两类虚拟机上构建自己的支持多任务的操作系统内核．     

Handler混淆增强的虚拟机保护方法

按照一定顺序执行虚拟指令处理函数（Handler）可完成程序关键代码的保护,其为软件逆向分析者攻击的重点对象。针对“动态提取,静态分析”的Handler攻击方法,提出一种基于Handler混淆增强的虚拟机保护方法。运用等价指令替换规则生成多种等价Handler序列,对所有Handler进行变长切分和随机乱序,通过构建跳转表对乱序序列进行重组,构建随机地址数组对Handler调度地址表和执行跳转表进行隐藏。实验和分析表明：多样化Handler生成、切分和乱序增加了动态提取和分析的难度,Handler地址表和跳转表的隐藏增加了抵御静态逆向分析的难度,从而提升了虚拟机保护强度。     

面向多目标的指令集模拟技术

针对传统指令集模拟器的目标依赖性,提出基于虚指令集的多目标指令集模拟技术。采用解释型模拟策略,利用虚指令集技术优化虚指令集构造,进一步设计出面向多目标的指令集模拟器。实验结果证明该技术具有快速、灵活、可重用等特性,该模拟器在后续工作和兼容性方面优于传统模拟器。     

嵌入式组态软件脚本解释虚拟机的设计

为了增强嵌入式组态软件的功能,引入一种类似于C语言的脚本.设计一个编译器把该脚本编译成中间代码,采用中间代码的优点是可提高程序运行的速度,也减小了脚本解释程序的设计难度.提出一种仿微处理器结构的脚本虚拟机设计方案,在运行时对中间代码进行解释.虚拟机主要由程序存储器、指令译码器、运算器、程序计数器、控制器以及动态容器组成,其中动态容器的设计是关键,它具有可动态分配内存、自动释放内存等优点,适合于嵌入式操作系统下运行.实验与测试结果表明,该脚本解释虚拟机可满足嵌入式组态软件设计的要求.     

嵌入式Forth虚拟机架构的多任务调度算法设计与实现

针对嵌入式应用领域对操作系统在重构、扩展、移植、交互、安全、高效等方面日趋苛刻的现实需求及Forth系统所固有的特性,采用Forth虚拟机技术,对基于Forth虚拟机架构的嵌入式操作系统关键技术进行探索,提出一种具有良好扩展和移植特性、高效精简的基于Forth虚拟机架构的嵌入式多任务操作系统调度算法。该算法采用了以Forth虚拟机指令同步的协同式多任务调度机制,缩短了任务切换时间,将上下文切换操作简化为只需保存数据堆栈指针。实验结果表明,基于Forth虚拟机架构的多任务调度算法发挥了Forth系统所固有的特性,针对特定应用,提高了效率,适合资源有限的嵌入式环境。