计算机软件安全技术(1)

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3.1 计算机软件安全技术概述
1．计算机软件安全的定义 2．计算机软件安全的内容 3．计算机软件安全的技术措施 4．软件的本质及特征 5．软件安全保护的指导思想
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1．计算机软件安全的定义
软件的安全就是为计算机软件系统建立和 采取的技术和管理的安全保护，保护计算机软 件、数据不因偶然或恶意的原因而遭破坏、更 改、显露、盗版、非法复制，保证软件系统能 正常连续的运行。
INT 21H
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POP BX ：文件代号送BX PUSH AX ：保存文件的字节数
MOV AH，3EH ：关闭文件 INT 21H 再以C:YIN.EXE为名在硬盘中建立文件： MOV DX，OFFSET FILC MOV CX，0 MOV AH，3CH ：建立文件 INT 21H
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2020/12/8
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本章学习目标
（1）掌握计算机软件安全的基本概念、内容和软件安 全保护的指导思想。 （2）了解一般采用哪些技术措施来保证计算机软件的 安全。 （3）掌握可执行文件的加密方式和加密原理；软件运 行中的反跟踪技术；常用的防止非法复制软件的技术； 能够编制具有反跟踪功能的加密盘。 （4）了解保证软件质量的安全体系。
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2．反跟踪的实现（程序如下：） PUSH DS ；数据段址堆栈
MOV AX，000H MOV DS，AX ；当前数据段置000H MOV SI，00H MOV BX，[0004] MOV AX，[BX] MOV DX，AX MOV BX，[0006] MOV AX，[BX]
MOV AH,0
INT 1AH
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3.3.3 实例：编制具有反跟踪功能的加密盘
1．物理加密的原理 物理加密的原理，即是在软盘片上人为造成一个或多个 坏区，在应用程序被执行前，多次验证这些坏扇区，以 确定当前盘是否为钥匙盘。若是，则执行应用程序，否 则中止进程。据此原理，可将制造钥匙盘过程分为三步： 1）用大头针或刀片在盘的读写区内轻刺一下，注意不 要在0道附近进行，以免损坏引导区。 2）在debug状态下，用子命令LOAD依次装入扇区。 3）在前两步的基础上，开始编制验证钥匙盘的子程序。 这段程序如下：
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2．封锁键盘输入 1）改变键盘中断服务程序的入口地址。 2）禁止键盘中断。 3）禁止接收键盘数据。
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3．改变CRT显示特性 1）debug各种命令被执行后，其结果均要在屏 幕上显示出来，供人们查看。 2）DEBUG在显示信息时，必然会出现屏幕上 卷、换页等。
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表3.1 口令文件的单向加密 表3.2 存取控制表之一
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表3.3 存取控制表之二
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3．利用装配程序防止非法复制 （1）基本知识 （2）设计装入程序 （3）在YIN.EXE中要做的工作
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（1）基本知识
1）FCB和FAT。 2）一个未打开的FCB由驱动器号和文件名及文件的扩 展名组成。 3）置磁盘传输地址。 4）查找第一登记项。
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L1: MOV CX，4；检测次数
L2: PUSH CX
MOV CH，TRACK
；磁道号送CH
MOV CL，SECTOR
；扇区号送CL
MOV DL，DRIVER
；驱动器号送DL
MOV DH，HEAD ；磁头号送DH
MOVA
AL，NUMBER ；扇区个数送AL
MOV AH，04H ；检测功能号送AH
为了实现数据文件的加密，一般采用加密
软件或用户自己编写集成化的加密软件，实现
数据文件的加、解密操作。
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3.2.2 可执行文件的加密方式
1．可执行文件的结构及运行 DOS环境下可执行文件有两种结构： 一种扩展名为.COM，它无文件头，可直接装 入内存运行；另一种扩展名为.EXE，它必须根 据文件头中的信息，经过初始化工作以后才能 顺利运行，这种不同的结构决定了它们不同的 加密方式。
3.4.2 常用的防止非法复制软件的技术
1．加密软件的工作方式 加密软件的工作方式主要有以下几种方式： （1）外壳式 （2）内含式 （3）结合式
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2．限制技术 限制就是对用户将要进行的一系列操作通过某 种手段进行确认，即弄清楚他是谁，他具有什 么特征，他拥有什么权限。最典型的限制技术 有口令和存取控制。 （1）口令加密限制技术 （2）存取控制技术
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MOV DS，AX ；DS中存入处理程序段址 MOV CX，20H ；代码个数 MOV BX，DX ；BX存处理程序偏移量
L4: MOV BYTE PTR [BX+SI]，11H ；破坏代码 ADD SI，1 LOOP L4 POP DS
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3.4 防止非法复制软件的技术
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4．软件的本质及特征
1）软件是用户使用计算机的工具 2）软件是一种知识产品 3）软件是人类社会的财富 4）软件可以存储和移植 5）软件是具有巨大威慑力量的武器 6）软件具有寄生性
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5．软件安全保护的指导思想
软件安全保护的指导思想是采用加密、反 跟踪、防非法复制等技术。在软件系统上或原 盘上产生一种信息，这种信息既是软件系统中 各可执行文件在运行中必须引用的，又是各种 文件复制命令或软盘复制软件所无法正确复制、 无法正确安装或无法正确运行的。
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2．可执行文件的加密 （1）.COM文件的加密方式 .COM文件的结构简单，可以很容易地对它进行 加密，最简单的方法是口令加密。 （2）.EXE文件的加密方式 只要在.COM嵌入模块CCBN的基础上稍做修改， 即可得到对.EXE文件加密的嵌入模块CE.BIN。
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4．定时技术 设程序中有两点A和B，在正常情况下，从A到B所需的 运行时间为C，而在跟踪运行时，速度较慢，所需时间 将远远超过C，这样便可利用这种时间差判明是否有人 在跟踪程序。如何知道A、B两点间的实际运行时间呢？ PC主机板上设有8253计时器，其中通道0为通用计时器 提供了一个固定的实时计数器，用来实现计时。在 ROM BIOS中，软中断1AH提供了读取当前时钟值的功 能。
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3.3.2 软件运行中的反跟踪技术
1．抑制跟踪命令 DEBUG在执行T命令和G命令时，分别要运行 系统单步中断和断点中断服务程序。在系统中 断向量表中，这两种中断的中断向量分别为1和 3，中断服务程序入口地址分别存放在内存0000： 0004和0000：000C起始的4个字节中，其中前2 个字节是偏移地址，后2个字节是段地址。因此， 当这些单元的内容被改变后，T命令和G命令就 不能正常执行，从而抑制跟踪命令。
3.3 软件运行中的Leabharlann Baidu跟踪技术
3.3.1 跟踪工具及其实现 3.3.2 软件运行中的反跟踪技术 3.3.3 实例：编制具有反跟踪功能的加密盘
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3.3.1 跟踪工具及其实现
DOS系统中的debug.com动态调试程序，是 一个使用简单且非常有用的工具程序。它既可 以用于对任何格式的文件进行观察和修改，也 可以对软盘和硬盘的任何区域进行直接读写。 尤其是可以用于对执行程序的跟踪分析和把二 进制代码转换为汇编指令，还可以查看内存状 态，分析程序出错原因、病毒感染情况等。
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INT BH ；磁盘操作功能调用 POP CX MOV DH，AH JNB STOP ；正常扇区，则进入死锁 LOOP L2 ；非正常扇区，继续，直至CX为0 CMP DH，02H ；是否为无地址标号扇区 JNZ L1 ；不是，再试 RET ；是钥匙盘，许可，返回主程序 STOP:MOV CX，07H LOOP STOP
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3）程序流程。首先将被保护软件YIN.EXE读入内存缓冲 区中，首址为FILA。其流程为：
MOV DX，OFFSET FILE
MOV AL，2
MOV AH，3DH ：打开一个文件
INT 21H
PUSH
AX
MOV BX，AX ：保存文件代号
MOV CX，0FFF0H
MOV AH，3FH ：读文件
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2．计算机软件安全的内容
（1）软件的自身安全 （2）软件的存储安全 （3）软件的通信安全 （4）软件的使用安全 （5）软件的运行安全
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3．计算机软件安全的技术措施
必须采取两个方面的措施： 一是非技术性措施，如制定有关法律、法规， 加强各方面的管理。 二是技术性措施，如软件安全的各种防拷贝加 密技术、防静态分析、防动态跟踪技术等。
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DB 4FH，4DH，20H，00，00，00，00，00，00，00， 00 DB 00，00，00，00，00，00，00，00，00，00，00， 00 FILB DB 40H DUP(?) VVV DB 40D DUP(?) FIL DB ’C:YIN.EXE’ LY1 DB 0H FILE DB ’A:YIN.EXE’ LY2 DB 0H
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（2）设计装入程序 1）设计思想。 2）数据区。 3）程序流程。
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1）设计思想。 在 MIMIYC.EXE 将 YIN.EXE 装 入 C 盘 的 过
程 中 ， 首 先 以 YIN.EXE 为 名 ， 在 C 盘 中 建 立 文 件，接着取出其在C盘中建立时所对应的FCB， 然 后 再 将 YIN.EXE 写 入 到 C 盘 中 去 。 至 此 ， 装 入程序MIMIYC.EXE完成了装入任务，便取出 自身在磁盘中的FCB，用软件中断INT 26H（绝 对磁盘写），把内存中一些无关数据，写入到 由刚才算到的相对扇区号的扇区中去，从而破 坏MIMIYC.EXE文件，完成一次性使用的任务。
3.4.1 软件加密的必要性 3.4.2 常用的防止非法复制软件的技术 3.4.3 实例：几种加密软件的使用原理及方法
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3.4.1 软件加密的必要性
随着计算机通信网络和通用的数据资源的进一步开 放及个人计算机的广泛使用，对计算机资源的保护，特 别是对软件产品的保护，就变得越来越迫切。
软件作为一种知识密集的商品化产品，在开发过程 中需要大量的人力，为开发程序而付出的成本往往是硬 件价值的数倍乃至数百倍。然而，软件具有易于复制和 便于携带的特性；同时，由于社会、法律为软件产品提 供的保护不充分，迫使一些软件公司和开发人员采取了 自卫手段，从而出现了软件保护技术。
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2）数据区。 举例：建立两个字节串“A:YIN.EXE”和 “C:YIN.EXE”，装入程序以此为文件名在A： 盘中读文件和在C：盘中建立文件及写文件。数 据区形式如下：
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FILA DB 8000H DUP(?) FI DB 3，59H，49H，20H，20H，20H，20H，20H，45H DB 58H，45H，20H，00，00，00，00，00，00，00， 00 DB 00，00，00，00，00，00，00，00，00，00，00 VV DB I，4DH，49H，4DH，49H，59H，43H，20H， 20H，43H
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3.2 文件加密技术
3.2.1 数据文件加密原理 3.2.2 可执行文件的加密方式
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3.2.1 数据文件加密原理
文本文件和可执行文件都是以二进制数的 形式以字节为单位存放在磁盘上，所以可把它 们一律视为数据文件来进行加密解密操作，但 可执行文件加密后不能运行，但可有效地保护 源程序和数据库文件中的信息，使非法用户不 能从中得到有用信息。