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[摘 要]本文主要介绍软件的常规保护方式及破解手段。
[关键词]软件逆向工程，软件破解，脱壳，动态调试
中图分类号：TP309.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0161-01
1 引言
作为软件维护中的一项重要技术，逆向工程可以帮助开发人员更好的理解源代码，熟悉软件的工作流程，从而编写出更优秀的软件供用户使用，但随着这种技术的不断发展，越来越多的软件骇客（Cracker）将其用来破解商业软件的保护机制，甚至通过分析软件的工作原理，还原出有用的核心功能代码，用于新软件的开发。
2 软件保护
早期的软件保护，主要依靠序列号验证，通常在软件启动后，会出现一个注册提示，输入正确的注册码后，才能够使用该软件的完整功能，但随着大量逆向分析工具的出现，软件的可执行文件可以被轻易修改，这种保护方式就形同虚设了。之后的商业软件普遍采用了在序列号验证的基础上加“壳”保护的方式，其主要目的就是防止软件被非法修改或反编译，而软件的破解就是要先“脱壳”处理，然后解除注册验证。
2.1 加“壳”保护
所谓加“壳”，就是利用加壳软件，将一段代码，像防护层一样附加到软件的可执行文件中，运行软件后先执行“壳”代码，将软件中被压缩加密的代码解压解密后，再将控制权交给软件本身。
“壳”的种类很多，一般分成两大类：压缩壳和加密壳；前者只是将软件的二进制文件进行压缩，类似于 zip、rar 等压缩软件，只不过生成的是可执行文件，目的是减小可执行文件的体积，方便传播或存储，常见压缩壳有 UPX、ASPack 等；
加密壳通常也有压缩功能，但更重要的是将软件代码进行加密，尤其是涉及到软件关键功能的部分，这种壳通常属于商业软件，用户可以通过购买SDK的方式，将加密代码嵌入到自己开发的程序源代码中，达到源代码级防护的目的，常见有ASProtect、Armadillo 等。
大多数加密壳都有反调试功能，或者叫反跟踪功能，主要是针对调试器，目的是阻止调试器对程序代码的跟踪分析，因此在调试时，如果不采取反反跟踪的措施，调试器可能根本无法启动，甚至每次调试都会导致系统崩溃。
脱壳就是去除附着在软件可执行体上的壳代码，将解密后的原始执行文件提取出来，通过必要的修复，使可执行体能够正常运行，没有任何功能损失。一般分为手动脱壳和自动脱壳，后者需要专用的脱壳软件，但是加壳软件种类繁多，而且同一个加壳软件的不同版本间又会有很多差异，所以大部分软件只能手动脱壳，但这种方式技术复杂度比较高。
2.2 序列号保护
软件验证序列号的过程，其实就是验证用户名和序列号之间的数学映射关系。这种映射关系是由软件开发者制定的，其复杂度越高，序列号破解难度就越大。
程序检验注册码通常有一下几种方法：
1） 以用户名等信息作变量，通过函数变换获得注册码
序列号= F（用户名）
2） 通过注册码验证用户名的正确性
序列号 = F（用户名） 而且 用户名 = F-1（序列号）
3） 通过对等函数检查用户名和注册码
F1（用户名） = F2（序列号）
4） 同时将用户名和注册码作为自变量，采用二元函数
特定值 = F（用户名，序列号）
上面的函数映射关系就是解密的关键，但考虑到逆向的时间和人力成本，通常不会对过于复杂的算法进行跟踪分析，而是直接使用暴力破解的方式，强行让这种映射关系成立，那么，输入任意用户名和序列号，都可以成功注册。
为了防止验证算法被破坏，软件设计者会在程序中编写一段校验程序，对算法涉及到的关键代码进行校验，如果结果有误，则注册依然不成功。·
对于某些依赖网络的应用软件，设计者则采用网络验证的方式，将上面的映射关系保存到开发者的服务器中，用户输入的注册信息被发送到服务器进行验证，如果通过验证，则软件的所有功能会被解锁。
2.3 其他保護
除了加壳保护和序列号保护，软件开发者还可能会使用额外的保护措施，常见的有：
1） Nag警告
Nag本义是烦人的意思，Nag窗口是软件设计者用来不时提醒用户购买正式版的窗口。
2） 时间或使用次数限制
某些软件会在每次启动程序时，设定一个计时器，例如运行10分钟就停止，必须重新
应用程序才能正常工作；或是运行达到一定次数或时间，就提示购买。
3） 功能限制
程序运行正常，但某个菜单项或功能键无法使用或者只能使用有限的功能，需要输入序
列号或购买安装正式版才能启用相关功能。
4）CD-Check
通常应用于游戏或软件的安装光盘，每次启动软件时，会检查光驱中是否插入安装光盘，如果没有，就会拒绝运行。
这四类保护措施可以通过修改程序文件来解除，但对于前三者，如果软件是试用版，则可能根本不存在关键功能的可执行代码，那么就没有破解的必要了。
3 软件破解
3.1 常用工具
1）PEiD
一款著名的侦壳工具，原理是通过应用程序特征码，识别加壳类型，有三种扫描模式：正常扫描、深度扫描、核心扫描。附带各种增强插件，可以对一些简单的壳进行脱壳处理，或者对程序内部进行扫描并识别一些加密算法。
2）OllyDBg
简称OD，最常用的动态分析工具，工作在Ring3层，绝大部分壳都用它来调试分析，插件非常丰富，可以通过调用脱壳脚本，当自动脱壳机使用。
4） IDA
一款静态的、强大的、功能复杂的交互式反汇编工具，也可以用作调试器，但通常用于
反编译目标程序中的一些关键函数，或是分析程序的执行流程。
3.2 一般方法
1） 脱壳
使用OllyDBg 载入目标程序后，会得到程序的反汇编代码，根据PEiD侦测到的壳的特征，选用适合的分析策略、跟踪步骤和方法，并实时记录并保存跟踪过程中的关键数据，以减少调试失败的次数，必要时编写跟踪脚本，提高调试效率。最后要保证脱壳后的程序能够正常运行。
2） 分析算法
用 OllyDbg 载入脱壳后程序，直接运行，随意输入注册信息，根据软件提示跟踪找到注册过程，确定验证类型，分析加密算法，如果算法简单，可以尝试编写算法注册机，难度过大，则考虑通过修改验证函数的返回值，或者某些条件跳转，达到强制破解的目的。
3） 验证
验证已破解的程序是否能够正常运行，所有功能是否完整，如果有问题，可能是程序内部还有隐藏的注册验证代码，找出并重复2、3步，直到软件最终破解。
4） 编写注册机
如果已经分析得到软件的加密算法，则可以制作一个算法注册机，用来生成对应任何用户名的注册码，不用脱壳就可以直接输入注册信息，无限制使用软件的所有功能。如果是暴力破解，可以尝试编写内存注册机，用Loader的方式运行并实时修改程序中的关键判断，达到彻底破解的目的。
结束语
自己动手破解软件虽然是件有劳而获的体验，但还是属于非法获取软件所有权的行为，现在越来越多的人加入到免费甚至开源软件的行列，有更多的核心技术被挖掘出来，应该不断学习和开发新的技术，探索更为宽广的领域。
参考文献
[1] 段钢.加密与解密.3版.北京：电子工业出版社.2008.
[2] 看雪学院.软件加密技术内幕.北京：电子工业出版社.2004.
[关键词]软件逆向工程，软件破解，脱壳，动态调试
中图分类号：TP309.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0161-01
1 引言
作为软件维护中的一项重要技术，逆向工程可以帮助开发人员更好的理解源代码，熟悉软件的工作流程，从而编写出更优秀的软件供用户使用，但随着这种技术的不断发展，越来越多的软件骇客（Cracker）将其用来破解商业软件的保护机制，甚至通过分析软件的工作原理，还原出有用的核心功能代码，用于新软件的开发。
2 软件保护
早期的软件保护，主要依靠序列号验证，通常在软件启动后，会出现一个注册提示，输入正确的注册码后，才能够使用该软件的完整功能，但随着大量逆向分析工具的出现，软件的可执行文件可以被轻易修改，这种保护方式就形同虚设了。之后的商业软件普遍采用了在序列号验证的基础上加“壳”保护的方式，其主要目的就是防止软件被非法修改或反编译，而软件的破解就是要先“脱壳”处理，然后解除注册验证。
2.1 加“壳”保护
所谓加“壳”，就是利用加壳软件，将一段代码，像防护层一样附加到软件的可执行文件中，运行软件后先执行“壳”代码，将软件中被压缩加密的代码解压解密后，再将控制权交给软件本身。
“壳”的种类很多，一般分成两大类：压缩壳和加密壳；前者只是将软件的二进制文件进行压缩，类似于 zip、rar 等压缩软件，只不过生成的是可执行文件，目的是减小可执行文件的体积，方便传播或存储，常见压缩壳有 UPX、ASPack 等；
加密壳通常也有压缩功能，但更重要的是将软件代码进行加密，尤其是涉及到软件关键功能的部分，这种壳通常属于商业软件，用户可以通过购买SDK的方式，将加密代码嵌入到自己开发的程序源代码中，达到源代码级防护的目的，常见有ASProtect、Armadillo 等。
大多数加密壳都有反调试功能，或者叫反跟踪功能，主要是针对调试器，目的是阻止调试器对程序代码的跟踪分析，因此在调试时，如果不采取反反跟踪的措施，调试器可能根本无法启动，甚至每次调试都会导致系统崩溃。
脱壳就是去除附着在软件可执行体上的壳代码，将解密后的原始执行文件提取出来，通过必要的修复，使可执行体能够正常运行，没有任何功能损失。一般分为手动脱壳和自动脱壳，后者需要专用的脱壳软件，但是加壳软件种类繁多，而且同一个加壳软件的不同版本间又会有很多差异，所以大部分软件只能手动脱壳，但这种方式技术复杂度比较高。
2.2 序列号保护
软件验证序列号的过程，其实就是验证用户名和序列号之间的数学映射关系。这种映射关系是由软件开发者制定的，其复杂度越高，序列号破解难度就越大。
程序检验注册码通常有一下几种方法：
1） 以用户名等信息作变量，通过函数变换获得注册码
序列号= F（用户名）
2） 通过注册码验证用户名的正确性
序列号 = F（用户名） 而且 用户名 = F-1（序列号）
3） 通过对等函数检查用户名和注册码
F1（用户名） = F2（序列号）
4） 同时将用户名和注册码作为自变量，采用二元函数
特定值 = F（用户名，序列号）
上面的函数映射关系就是解密的关键，但考虑到逆向的时间和人力成本，通常不会对过于复杂的算法进行跟踪分析，而是直接使用暴力破解的方式，强行让这种映射关系成立，那么，输入任意用户名和序列号，都可以成功注册。
为了防止验证算法被破坏，软件设计者会在程序中编写一段校验程序，对算法涉及到的关键代码进行校验，如果结果有误，则注册依然不成功。·
对于某些依赖网络的应用软件，设计者则采用网络验证的方式，将上面的映射关系保存到开发者的服务器中，用户输入的注册信息被发送到服务器进行验证，如果通过验证，则软件的所有功能会被解锁。
2.3 其他保護
除了加壳保护和序列号保护，软件开发者还可能会使用额外的保护措施，常见的有：
1） Nag警告
Nag本义是烦人的意思，Nag窗口是软件设计者用来不时提醒用户购买正式版的窗口。
2） 时间或使用次数限制
某些软件会在每次启动程序时，设定一个计时器，例如运行10分钟就停止，必须重新
应用程序才能正常工作；或是运行达到一定次数或时间，就提示购买。
3） 功能限制
程序运行正常，但某个菜单项或功能键无法使用或者只能使用有限的功能，需要输入序
列号或购买安装正式版才能启用相关功能。
4）CD-Check
通常应用于游戏或软件的安装光盘，每次启动软件时，会检查光驱中是否插入安装光盘，如果没有，就会拒绝运行。
这四类保护措施可以通过修改程序文件来解除，但对于前三者，如果软件是试用版，则可能根本不存在关键功能的可执行代码，那么就没有破解的必要了。
3 软件破解
3.1 常用工具
1）PEiD
一款著名的侦壳工具，原理是通过应用程序特征码，识别加壳类型，有三种扫描模式：正常扫描、深度扫描、核心扫描。附带各种增强插件，可以对一些简单的壳进行脱壳处理，或者对程序内部进行扫描并识别一些加密算法。
2）OllyDBg
简称OD，最常用的动态分析工具，工作在Ring3层，绝大部分壳都用它来调试分析，插件非常丰富，可以通过调用脱壳脚本，当自动脱壳机使用。
4） IDA
一款静态的、强大的、功能复杂的交互式反汇编工具，也可以用作调试器，但通常用于
反编译目标程序中的一些关键函数，或是分析程序的执行流程。
3.2 一般方法
1） 脱壳
使用OllyDBg 载入目标程序后，会得到程序的反汇编代码，根据PEiD侦测到的壳的特征，选用适合的分析策略、跟踪步骤和方法，并实时记录并保存跟踪过程中的关键数据，以减少调试失败的次数，必要时编写跟踪脚本，提高调试效率。最后要保证脱壳后的程序能够正常运行。
2） 分析算法
用 OllyDbg 载入脱壳后程序，直接运行，随意输入注册信息，根据软件提示跟踪找到注册过程，确定验证类型，分析加密算法，如果算法简单，可以尝试编写算法注册机，难度过大，则考虑通过修改验证函数的返回值，或者某些条件跳转，达到强制破解的目的。
3） 验证
验证已破解的程序是否能够正常运行，所有功能是否完整，如果有问题，可能是程序内部还有隐藏的注册验证代码，找出并重复2、3步，直到软件最终破解。
4） 编写注册机
如果已经分析得到软件的加密算法，则可以制作一个算法注册机，用来生成对应任何用户名的注册码，不用脱壳就可以直接输入注册信息，无限制使用软件的所有功能。如果是暴力破解，可以尝试编写内存注册机，用Loader的方式运行并实时修改程序中的关键判断，达到彻底破解的目的。
结束语
自己动手破解软件虽然是件有劳而获的体验，但还是属于非法获取软件所有权的行为，现在越来越多的人加入到免费甚至开源软件的行列，有更多的核心技术被挖掘出来，应该不断学习和开发新的技术，探索更为宽广的领域。
参考文献
[1] 段钢.加密与解密.3版.北京：电子工业出版社.2008.
[2] 看雪学院.软件加密技术内幕.北京：电子工业出版社.2004.