基于控制变换的代码混淆技术研究

【摘要】近年来，随着计算机软件在各个领域中发挥着至关重要的作用，软件保护技术也受到了越来越多的关注。由于软件破解者能够运用逆向工程技术对代码进行静态分析与动态跟踪等攻击，所以为了保证软件的安全性与可靠性，必须采取有效的软件保护方案。在众多软件保护技术中，代码混淆技术通过对代码进行混淆转换，提升软件的抗攻击能力，防止代码受到软件破解者的攻击，混淆效果好，易于实现且开发成本较低。本文主要针对代码混淆技术中的控制流混淆作研究，为了确保软件代码的混淆强度足够抵抗攻击，并解决软件注册验证机制中静态授权的问题，提出了一种基于分存技术的代码控制流混淆方法。本文的主要工作如下：第一，简要介绍了软件的逆向工程技术以及代码混淆技术，包括静态分析、动态分析，代码混淆的研究现状、定义、分类、有效性评价。具体研究了代码控制流混淆变换，对使用垃圾代码、使用不透明谓词、插入多余的控制流、平展控制流结构、扩展分支跳转这五种方法进行了深入分析。第二，详细阐述了分存的原理，提出了一种基于分存技术的代码控制流混淆方法。该方法先将软件注册验证机制中的密钥分段，构造出多个互不相同的验证函数，再将其与常规控制流混淆方法中的不透明谓词和分支函数相结合，共同插入到软件代码中，进而一方面混淆程序的控制流结构，另一方面动态地验证用户的非法操作。第三，简要介绍了博弈论的相关知识，将软件保护中开发者与破解者的保护-攻击关系抽象成一个防守-攻击的博弈行为，建立了一个基于分存策略的软件保护博弈模型。分析了破解者成功破解软件所需的攻击复杂度，并用模型在理论上验证了基于分存技术的代码控制流混淆方法的正确性。第四，详细分析了使用改进方法混淆代码后代码的混淆强度、抗攻击能力、开销、隐蔽性这四方面性能，实验验证了基于分存技术的代码控制流混淆方法的有效性。
【作者】王蕊；
【导师】杨秋翔；
【作者基本信息】中北大学，计算机技术，2014，硕士
【关键词】代码混淆；控制流变换；分存技术；注册码验证；验证函数；博弈模型；

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