Labview软件加密技术

深入浅出软件加密技术

引言—献给刚步入加密领域的工程师

自己辛辛苦苦做出来的软件轻轻松松被人盗版了，就像叶圣陶先生的小说《多了三五斗》中丰收了却高兴不起来的农民一样——闭上眼睛就是天黑。所以，加密是一个软件工程师保护自己辛勤劳动成果的必备技术(开源软件和有其它盈利模式的软件除外)。

从技术角度来说，天下没有破不了的软件，只是破解难度不一而已。从经济角度来看，只要破解的成本高于使用正版软件的成本，那么破解的工作便不会有人去做了——除非是纯技术兴趣。

当前市面上比较流行的软件保护技术有：序列号、软件狗和绑定系统硬件信息三种：序列号保护法常见于网络上的共享软件，破解比较容易。软件狗是一个安装在并口、串口等接口上的硬件电路，同时有一套使用于各种语言的接口软件和工具软件。复杂的软硬件技术结合在一起使破解非常难，许多有商业价值的软件一般都用软件狗来保护。绑定系统硬件信息是用户在安装完软件后，获得一个与系统硬件信息(CPU ID，硬盘序列号等)相关的代码。开发商通过这个软件生成一个激活码，用户输入激活码后便可正常使用软件了。

相比之下，序列号属于纯软件方法，破解比较容易；软件狗是软硬结合的方法，破解很难，但需要购买商业化的软件狗，费用高；绑定系统硬件信息的方式，安全性不错，而且不需要额外软件狗的费用。

图1.1 绑定系统硬件信息技术

下面的章节中，本文将针对绑定系统硬件信息技术，先讲述如何获得系统硬件信息，然后讲述生成系统ID和激活码的方法，最后给出一个完整的范例演示程序。

获取系统的硬件信息到哪里去找硬件信息

一套基于计算机的自动化系统必定包含许多硬件，比如CPU、硬盘、网卡、GPIB卡、数据采集卡、模块化仪器等等。

为了方便管理，厂家会给这些硬件一个唯一的标识号(id)，或者序列号(SN)，如图2.1所示。如果厂家也提供相关的访问函数，我们就可以获得硬件的唯一标识号。

图2.1 硬件序列号

获取NI硬件序列号

NI公司硬件设备的序列号可以通过属性节点查知，如图2.2所示。

图2.2 用属性节点获取NI硬件序列号

关于数据采集卡，GPIB卡的硬件信息请参考范例程序GetDAQSN.vi和GetGPIBSN.vi。

获取计算机硬件信息

计算机的硬件信息通常包括：CPU ID，硬盘序列号，MAC地址和BIOS信息。这些信息由于涉及硬件访问，需要调用许多底层函数，具体技术细节请参考Skyremember在CSDN发表的文章《获取网卡MAC、硬盘序列号、CPU ID、BIOS编号》。本文将获取硬件信息的函数做成了GetHWInfo.dll，方便在LabVIEW下调用，如图2.3所示。

图2.3 Get CPU ID

其余硬件信息，请参考范例程序GetBIOSInfo.vi，GetHDDSN.vi和GetMAC.vi

生成系统ID和激活码

当获取系统硬件信息后，下一步就是生成系统ID和激活码。从理论上来说，生成系统ID就是找出一个算法F1，使得SystemID = F1 (HardwareInfo）；生成激活码就是找出一个算法F2，使得ActivationCode = F2 (SystemID)。激活的过程就是找出一个算法F3，使得SystemID = F3 (ActivationCode)，或者找出两个算法F3+F4，使得F3(SystemID) = F4(ActivationCode)。

最后激活过程的算法越复杂，其破解难度越高。在计算机行业，已经有许多成熟的加密解密算法了，大家可以根据具体需要选用。

本文为了大家理解方便，将采用简单且直观的加密解密算法。

生成系统ID

在数学中，有很多可逆的算法，比如乘和除，傅里叶变换和反傅里叶变换，交织和节交织，调制和解调等等。选用可逆算法可以降低激活算法的设计难度，当然，如果加密算法功底深厚的话，可以选用不可逆的算法。

由于硬件信息大多数由大写字母和数字组成，本文设计的可逆算法思路是：以十迚制数69为对称点，找出硬件信息字符的镜像字符，比如0的镜像字符为Z，由此形成的字符串作为系统ID，如图3.1所示：

图3.1生成系统ID

通过该算法，由NI硬件序列号EAB2F3生成的系统ID为EIHXDW，如图3.2所示。

图3.2 系统ID

当然，我们还可以把集中算法混合在一起，构成更加复杂的算法。

生成USB-Key激活码

给客户激活码的方式有很多种，本文推荐将激活码以二迚制流的方式写入U盘，以USB-Key 的形式给客户。系统在运行时，USB-Key必须存在，否则系统不能运行。

本文算法的设计思路是：先把SystemID转换为二迚制流，然后以code.act文件名(文件名可自取)保存到U盘，如图3.3所示。当然，可以增加一些使二迚制流复杂化的算法，比如交织，那么在解算二迚制流的时候，就需要增加对应的解算算法，比如解交织。

图3.3 USB-Key形式的激活码

做好了USB-Key形式的激活码后，就可以把这个USB-Key交付给客户了。

检测USB-Key

本文检测USB-Key的设计思路是：首先需要把二迚制流读出，然后恢复出SystemID，并与当前系统硬件的信息做比较，如所示。

图3.4 Check Dongle

完整加密程序演示

本文所有的代码包含在随附的演示程序中Encryption.lvproj，如图3.5所示。

图3.5 Encryption.lvproj

在运行Demo_GenerateUSBKey.vi程序时，需要先根据需求调用相应的硬件信息函数，然后制作USB-Key。制作好USB-Key后，再运行Demo_CheckDongle.vi即可。

后记

“I hear and I forget;

I see and I remember;

I do and I understand.”

眼见为实，耳听为虚，仸何事都要亲自付以行动才能真真正正的理解。在LabVIEW这样一个非常适合工程师和科学家的平台上，多尝试，多实践是工程能力增长的不二法门。

拙作肯定存在不少问题，有仸何问题，可以给我Email: jing.zhang.zju@，真心希望能与大家一起分享一起讨论。