一、Java軟件加密基本思路
十余年的石家莊網(wǎng)站建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)設(shè)計(jì)、前端、開發(fā)、售后、文案、推廣等六對(duì)一服務(wù)，響應(yīng)快，48小時(shí)及時(shí)工作處理。網(wǎng)絡(luò)營銷推廣的優(yōu)勢(shì)是能夠根據(jù)用戶設(shè)備顯示端的尺寸不同，自動(dòng)調(diào)整石家莊建站的顯示方式，使網(wǎng)站能夠適用不同顯示終端，在瀏覽器中調(diào)整網(wǎng)站的寬度，無論在任何一種瀏覽器上瀏覽網(wǎng)站，都能展現(xiàn)優(yōu)雅布局與設(shè)計(jì)，從而大程度地提升瀏覽體驗(yàn)。成都創(chuàng)新互聯(lián)從事“石家莊網(wǎng)站設(shè)計(jì)”,“石家莊網(wǎng)站推廣”以來，每個(gè)客戶項(xiàng)目都認(rèn)真落實(shí)執(zhí)行。
對(duì)于應(yīng)用軟件的保護(hù)筆者從兩個(gè)方面進(jìn)行考慮，第一是阻止盜版使用軟件，第二是阻止競(jìng)爭對(duì)手對(duì)軟件反編譯，即阻止對(duì)軟件的逆向工程。
1、阻止盜版
在軟件運(yùn)行時(shí)對(duì)自身存在的合法性進(jìn)行判斷，如果認(rèn)為自身的存在和運(yùn)行是被授權(quán)的、合法的，就運(yùn)行；否則終止運(yùn)行。這樣即使軟件可以被隨意復(fù)制，只要盜版用戶沒有相應(yīng)的授權(quán)信息就無法使用軟件。
2、阻止反編譯
對(duì)編譯產(chǎn)生的Class文件加密處理，并在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行解密，解密者無法對(duì)軟件進(jìn)行反編譯。
二、Java軟件加密的總體流程
為了保護(hù)用Java語言開發(fā)的軟件，我們?cè)O(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)用、高強(qiáng)度的加密算法。以下稱需要保護(hù)的Java軟件為“受保護(hù)程序”，稱對(duì)“受保護(hù)程序”進(jìn)行加密保護(hù)的軟件為“加密程序”。對(duì)軟件加密保護(hù)的流程如圖1所示。
三、加密算法分析設(shè)計(jì)
1、用戶信息提取器設(shè)計(jì)
為了防止用戶發(fā)布序列號(hào)而導(dǎo)致“一次發(fā)行，到處都是”的盜版問題，提取用戶機(jī)器中硬件相關(guān)的、具有唯一性的信息——用戶計(jì)算機(jī)的硬盤分區(qū)C的序列號(hào)，并要求用戶將此信息與用戶名一起返回，之后用“序列號(hào)生成器”根據(jù)用戶返回信息生成一個(gè)唯一合法的軟件注冊(cè)序列號(hào)發(fā)回用戶，用戶即可使用此號(hào)碼注冊(cè)使用軟件。
這個(gè)信息提取器使用Winclows 32匯編以一個(gè)獨(dú)立的小程序方式實(shí)現(xiàn)，程序代碼如圖2所示。
2、序列號(hào)生成器與序列號(hào)合法性判斷函數(shù)的設(shè)計(jì)
序列號(hào)生成器與序列號(hào)合法性判斷函數(shù)中運(yùn)用RSA加密算法。在序列號(hào)生成器中是使用私鑰將用戶返回的信息（硬盤序列號(hào)，用戶名）進(jìn)行加密得到相應(yīng)的注冊(cè)序列號(hào)；在序列號(hào)合法性判斷函數(shù)中使用私鑰將用戶輸入的注冊(cè)序列號(hào)解密，再與（硬盤序列號(hào)，用戶名）進(jìn)行比較，一致則調(diào)用程序裝載器將程序其他部分解密裝入內(nèi)存，初始化刪環(huán)境并運(yùn)行程序主體；否則退出。
RSA加密算法的實(shí)現(xiàn)需要使用大數(shù)運(yùn)算庫，我們使用MIRACL大數(shù)庫來實(shí)現(xiàn)RSA計(jì)算，序列號(hào)生成器的主要代碼如下：
char szlnputString[]=”機(jī)器碼和用戶名組成的字符串”;
char szSerial[256]=[0];//用于存放生成的注冊(cè)碼
bign，d，c，m; //MIRACL中的大數(shù)類型
mip→IBASE=16; //以16進(jìn)制模式
n= mlrvar(0); //初始化大數(shù)
d= mirvar(0);
c= mirvar(0); //C存放輸入的字符串大數(shù)
m= mlrva(o);
bytes to big( len, szlnputString,c);
//將輸入字符串轉(zhuǎn)換成大數(shù)形式并存入變量c中
cinstr(n,”以字符串形成表示的模數(shù)”);//初始化模數(shù)
cinstr(d,”以字符串形成表示的公鑰”)：//初始化公鑰
powmod(c,d,n,m); //計(jì)算m=cdmod n
cotstr(m,szSerial)；//m的16進(jìn)制字符串即為注冊(cè)碼
序列號(hào)合法性檢測(cè)函數(shù)的主要代碼如下：
char szlnputStringL]=”機(jī)器碼和用戶名組成的字符串”;
char szSerial[ 256]=”用戶輸入的序列號(hào)”
bign,e,c,m; //MIRACL中的大數(shù)類型
mip→IBASE=16; //以16進(jìn)制模式
cinstr(m,szSerial); //將序列號(hào)的16進(jìn)制轉(zhuǎn)成大數(shù)形式
cinstr(n,”模數(shù)n的字符串形式”);//初始化模數(shù)n
cinstr(e,”字符串形式的公鑰”);//初始化公鑰
if compare(m,n)==-1） //mn時(shí)才進(jìn)行解密
{
powmod(m,e,n,c);//計(jì)算m=me mod n
big_to _bytes(0,c,szSerial,0); //轉(zhuǎn)為字符串
return lstrcmp( szlnputString,szSerial);
}
3、強(qiáng)耦合關(guān)系的設(shè)計(jì)
如果在序列號(hào)合法性檢測(cè)函數(shù)中簡單地使用圖3所示流程：
解密者可以使用以下幾種手段進(jìn)行攻擊：
（1）修改“判斷合法性子函數(shù)”的返回指令，讓它永遠(yuǎn)返回正確值，這樣可以使用任意的序列號(hào)，安裝／使用軟件。
（2）修改判斷后的跳轉(zhuǎn)指令，使程序永遠(yuǎn)跳到正確的分支運(yùn)行，效果和上一種一樣。
（3）在“判斷合法性子函數(shù)”之前執(zhí)行一條跳轉(zhuǎn)指令，繞過判斷，直接跳轉(zhuǎn)到“正常執(zhí)行”分支運(yùn)行，這樣可以不用輸入序列號(hào)安裝／使用軟件。
為阻止以上攻擊手段，筆者在程序中增加了“序列號(hào)合法性檢測(cè)函數(shù)”與程序其他部分“強(qiáng)耦合”（即增強(qiáng)其與程序其他部分的關(guān)聯(lián)度，成為程序整體密不可分的一部分，一旦被修改程序?qū)o法正常工作）的要求（見圖1），并且設(shè)置一個(gè)“完整性檢測(cè)函數(shù)”用于判斷相關(guān)的代碼是否被修改過。當(dāng)然，基于同樣的原因，“完整性檢測(cè)函數(shù)”也必須與程序其他部分存在“強(qiáng)耦合”關(guān)系。
強(qiáng)耦合關(guān)系通過以下方式建立：
在程序其他部分的函數(shù)（例如函數(shù)A）中隨機(jī)的訪問需要強(qiáng)耦合的“序列號(hào)合法性檢測(cè)函數(shù)”和“完整性檢測(cè)函數(shù)”，在調(diào)用時(shí)隨機(jī)的選擇使用一個(gè)錯(cuò)誤的序列號(hào)或是用戶輸入的序列號(hào)，并根據(jù)返回結(jié)果選擇執(zhí)行A中正常的功能代碼還是錯(cuò)誤退出的功能代碼，流程如圖4所示。
經(jīng)過這種改進(jìn)，如果破解者通過修改代碼的方式破解將因“完整性檢測(cè)”失敗導(dǎo)致程序退出；如果使用SMC等技術(shù)繞過“序列號(hào)合法性判斷函數(shù)”而直接跳至序列號(hào)正確時(shí)的執(zhí)行入口，在后續(xù)的運(yùn)行中，將因?yàn)殡S機(jī)的耦合調(diào)用失敗導(dǎo)致程序退出。破解者要破解軟件將不得不跟蹤所有進(jìn)行了耦合調(diào)用的函數(shù)，這顯然是一個(gè)艱巨的任務(wù)。
4、完整性檢測(cè)函數(shù)的設(shè)計(jì)
我們使用CRC算法算出需進(jìn)行完整性檢測(cè)的文件的校驗(yàn)碼，并用RSA加密算法的公鑰（不同于序列號(hào)合法性檢測(cè)中的公鑰／私鑰對(duì)）將其加密存放在特定的文件中，在檢測(cè)時(shí)先用CRC算法重新生成需進(jìn)行完
整性檢測(cè)的文件的校驗(yàn)碼，并用私鑰將保存的校驗(yàn)碼解密，兩者相比較，相等則正常運(yùn)行；否則退出。
5、程序加載器的設(shè)計(jì)
與編譯成機(jī)器碼執(zhí)行的程序不同，Java程序只能由Java虛擬機(jī)解釋執(zhí)行，因此程序加載器的工作包括：初始化Java虛擬機(jī)；在內(nèi)存中解密當(dāng)前要運(yùn)行的class文件；使解密后的c:lass文件在虛擬機(jī)中運(yùn)行，在
需要時(shí)解密另一個(gè)class文件。圖5是用于初始化JVM的代碼：
以上介紹了我們?cè)O(shè)計(jì)的針對(duì)Java軟件的加密保護(hù)方法，其中綜合運(yùn)用了多種加密技術(shù)，抗破解強(qiáng)度高；使用純軟件保護(hù)技術(shù)，成本低。經(jīng)筆者在Windows系列平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試，運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好。
在研宄開發(fā)過程中，我們還總結(jié)出加密保護(hù)軟件的一些經(jīng)驗(yàn)：
1、對(duì)關(guān)鍵代碼和數(shù)據(jù)要靜態(tài)加密，再動(dòng)態(tài)解密執(zhí)行；要結(jié)合具體的工作平臺(tái)使用反跟蹤／調(diào)試技術(shù)；
2、要充分利用系統(tǒng)的功能，如在Windows下使用DLL文件或驅(qū)動(dòng)程序形式能得到最大的豐又限，可以充分利用系統(tǒng)具有的各種功能；
3、如果可能應(yīng)該將關(guān)鍵代碼存放在不可禚復(fù)制的地方；
4、序列號(hào)要與機(jī)器碼等用戶信息相關(guān)以阻止鹽復(fù)布序列號(hào)；
5、加密流程的合理性比加密算法本身的強(qiáng)度更重要。
package com.cube.limail.util;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;/**
* 加密解密類
*/
public class Eryptogram
{
private static String Algorithm ="DES";
private String key="CB7A92E3D3491964";
//定義 加密算法,可用 DES,DESede,Blowfish
static boolean debug = false ;
/**
* 構(gòu)造子注解.
*/
public Eryptogram ()
{
} /**
* 生成密鑰
* @return byte[] 返回生成的密鑰
* @throws exception 扔出異常.
*/
public static byte [] getSecretKey () throws Exception
{
KeyGenerator keygen = KeyGenerator.getInstance (Algorithm );
SecretKey deskey = keygen.generateKey ();
System.out.println ("生成密鑰:"+bytesToHexString (deskey.getEncoded ()));
if (debug ) System.out.println ("生成密鑰:"+bytesToHexString (deskey.getEncoded ()));
return deskey.getEncoded ();
} /**
* 將指定的數(shù)據(jù)根據(jù)提供的密鑰進(jìn)行加密
* @param input 需要加密的數(shù)據(jù)
* @param key 密鑰
* @return byte[] 加密后的數(shù)據(jù)
* @throws Exception
*/
public static byte [] encryptData (byte [] input ,byte [] key ) throws Exception
{
SecretKey deskey = new javax.crypto.spec.SecretKeySpec (key ,Algorithm );
if (debug )
{
System.out.println ("加密前的二進(jìn)串:"+byte2hex (input ));
System.out.println ("加密前的字符串:"+new String (input ));
} Cipher c1 = Cipher.getInstance (Algorithm );
c1.init (Cipher.ENCRYPT_MODE ,deskey );
byte [] cipherByte =c1.doFinal (input );
if (debug ) System.out.println ("加密后的二進(jìn)串:"+byte2hex (cipherByte ));
return cipherByte ;
} /**
* 將給定的已加密的數(shù)據(jù)通過指定的密鑰進(jìn)行解密
* @param input 待解密的數(shù)據(jù)
* @param key 密鑰
* @return byte[] 解密后的數(shù)據(jù)
* @throws Exception
*/
public static byte [] decryptData (byte [] input ,byte [] key ) throws Exception
{
SecretKey deskey = new javax.crypto.spec.SecretKeySpec (key ,Algorithm );
if (debug ) System.out.println ("解密前的信息:"+byte2hex (input ));
Cipher c1 = Cipher.getInstance (Algorithm );
c1.init (Cipher.DECRYPT_MODE ,deskey );
byte [] clearByte =c1.doFinal (input );
if (debug )
{
System.out.println ("解密后的二進(jìn)串:"+byte2hex (clearByte ));
System.out.println ("解密后的字符串:"+(new String (clearByte )));
} return clearByte ;
} /**
* 字節(jié)碼轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制字符串
* @param byte[] b 輸入要轉(zhuǎn)換的字節(jié)碼
* @return String 返回轉(zhuǎn)換后的16進(jìn)制字符串
*/
public static String byte2hex (byte [] b )
{
String hs ="";
String stmp ="";
for (int n =0 ;n b.length ;n ++)
{
stmp =(java.lang.Integer.toHexString (b [n ] 0XFF ));
if (stmp.length ()==1 ) hs =hs +"0"+stmp ;
else hs =hs +stmp ;
if (n b.length -1 ) hs =hs +":";
} return hs.toUpperCase ();
}
/**
* 字符串轉(zhuǎn)成字節(jié)數(shù)組.
* @param hex 要轉(zhuǎn)化的字符串.
* @return byte[] 返回轉(zhuǎn)化后的字符串.
*/
public static byte[] hexStringToByte(String hex) {
int len = (hex.length() / 2);
byte[] result = new byte[len];
char[] achar = hex.toCharArray();
for (int i = 0; i len; i++) {
int pos = i * 2;
result[i] = (byte) (toByte(achar[pos]) 4 | toByte(achar[pos + 1]));
}
return result;
}
private static byte toByte(char c) {
byte b = (byte) "0123456789ABCDEF".indexOf(c);
return b;
}
/**
* 字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)成字符串.
* @param String 要轉(zhuǎn)化的字符串.
* @return 返回轉(zhuǎn)化后的字節(jié)數(shù)組.
*/
public static final String bytesToHexString(byte[] bArray) {
StringBuffer sb = new StringBuffer(bArray.length);
String sTemp;
for (int i = 0; i bArray.length; i++) {
sTemp = Integer.toHexString(0xFF bArray[i]);
if (sTemp.length() 2)
sb.append(0);
sb.append(sTemp.toUpperCase());
}
return sb.toString();
}
/**
* 從數(shù)據(jù)庫中獲取密鑰.
* @param deptid 企業(yè)id.
* @return 要返回的字節(jié)數(shù)組.
* @throws Exception 可能拋出的異常.
*/
public static byte[] getSecretKey(long deptid) throws Exception {
byte[] key=null;
String value=null;
//CommDao dao=new CommDao();
// List list=dao.getRecordList("from Key k where k.deptid="+deptid);
//if(list.size()0){
//value=((com.csc.sale.bean.Key)list.get(0)).getKey();
value = "CB7A92E3D3491964";
key=hexStringToByte(value);
//}
if (debug)
System.out.println("密鑰:" + value);
return key;
}
public String encryptData2(String data) {
String en = null;
try {
byte[] key=hexStringToByte(this.key);
en = bytesToHexString(encryptData(data.getBytes(),key));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return en;
}
public String decryptData2(String data) {
String de = null;
try {
byte[] key=hexStringToByte(this.key);
de = new String(decryptData(hexStringToByte(data),key));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return de;
}
} 加密使用： byte[] key=Eryptogram.getSecretKey(deptid); //獲得鑰匙（字節(jié)數(shù)組）
byte[] tmp=Eryptogram.encryptData(password.getBytes(), key); //傳入密碼和鑰匙，獲得加密后的字節(jié)數(shù)組的密碼
password=Eryptogram.bytesToHexString(tmp); //將字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)化為字符串，獲得加密后的字符串密碼解密與之差不多
import java.security.*;
import javax.crypto.*;
/**
* 本例解釋如何利用DES私鑰加密算法加解密
*
* @author Devon
* @version 1.0 04/03/10
*/
public class SingleKeyExample {
public static void main(String[] args) {
try {
String algorithm = "DES"; //定義加密算法,可用 DES,DESede,Blowfish
String message = "Hello World. 這是待加密的信息";
// 生成個(gè)DES密鑰
KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(algorithm);
keyGenerator.init(56); //選擇DES算法,密鑰長度必須為56位
Key key = keyGenerator.generateKey(); //生成密鑰
// 生成Cipher對(duì)象
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
//用密鑰加密明文(message),生成密文(cipherText)
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key); //操作模式為加密(Cipher.ENCRYPT_MODE),key為密鑰
byte[] cipherText = cipher.doFinal(message.getBytes()); //得到加密后的字節(jié)數(shù)組
System.out.println("加密后的信息: " + new String(cipherText));
//用密鑰加密明文(plainText),生成密文(cipherByte)
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key); //操作模式為解密,key為密鑰
byte[] sourceText = cipher.doFinal(cipherText); //獲得解密后字節(jié)數(shù)組
System.out.println("解密后的信息: " + new String(sourceText));
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}
/**
* @author Devon
*/
import java.security.*;
import java.security.spec.*;
import javax.crypto.*;
public class PairKeyExample {
public static void main(String argv[]) {
try {
String algorithm = "RSA"; //定義加密算法,可用 DES,DESede,Blowfish
String message = "張三，你好，我是李四";
//產(chǎn)生張三的密鑰對(duì)(keyPairZhang)
KeyPairGenerator keyGeneratorZhang =
KeyPairGenerator.getInstance(algorithm); //指定采用的算法
keyGeneratorZhang.initialize(1024); //指定密鑰長度為1024位
KeyPair keyPairZhang = keyGeneratorZhang.generateKeyPair(); //產(chǎn)生密鑰對(duì)
System.out.println("生成張三的公鑰對(duì)");
// 張三生成公鑰(publicKeyZhang)并發(fā)送給李四,這里發(fā)送的是公鑰的數(shù)組字節(jié)
byte[] publicKeyZhangEncode = keyPairZhang.getPublic().getEncoded();
//通過網(wǎng)絡(luò)或磁盤等方式,把公鑰編碼傳送給李四
//李四接收到張三編碼后的公鑰,將其解碼
KeyFactory keyFacoryLi = KeyFactory.getInstance(algorithm); //得到KeyFactory對(duì)象
X509EncodedKeySpec x509KeySpec =
new X509EncodedKeySpec(publicKeyZhangEncode); //公鑰采用X.509編碼
PublicKey publicKeyZhang = keyFacoryLi.generatePublic(x509KeySpec); //將公鑰的KeySpec對(duì)象轉(zhuǎn)換為公鑰
System.out.println("李四成功解碼,得到張三的公鑰");
//李四用張三的公鑰加密信息，并發(fā)送給李四
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding"); //得到Cipher對(duì)象
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKeyZhang); //用張三的公鑰初始化Cipher對(duì)象
byte[] cipherMessage = cipher.doFinal(message.getBytes()); //得到加密信息
System.out.println("加密后信息：" + new String(cipherMessage));
System.out.println("加密完成，發(fā)送給李四...");
//張三用自己的私鑰解密從李四處收到的信息
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keyPairZhang.getPrivate()); //張三用其私鑰初始化Cipher對(duì)象
byte[] originalMessage = cipher.doFinal(cipherMessage); //得到解密后信息
System.out.println("張三收到信息，解密后為：" + new String(originalMessage));
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}
重慶分公司
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