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运用加密技术保护Java源代码


时间:2011年5月27日  来源:互联网转载  关联产品/方案:网站授权保护

 

对于传统的C或C++之类的语言来说,要在Web上保护源代码是很容易的,只要不发布它就可以。遗憾的是,Java程序的源代码很容易被别人偷看。只要有一个反编译器,任何人都可以分析别人的代码。Java的灵活性使得源代码很容易被窃取,但与此同时,它也使通过加密保护代码变得相对容易,我们唯一需要了解的就是Java的ClassLoader对象。当然,在加密过程中,有关Java Cryptography Extension(JCE)的知识也是必不可少的。

有几种技术可以“模糊”Java类文件,使得反编译器处理类文件的效果大打折扣。然而,修改反编译器使之能够处理这些经过模糊处理的类文件并不是什么难事,所以不能简单地依赖模糊技术来保证源代码的安全。

我们可以用流行的加密工具加密应用,比如PGP(Pretty Good Privacy)或GPG(GNU Privacy Guard)。这时,最终用户在运行应用之前必须先进行解密。但解密之后,最终用户就有了一份不加密的类文件,这和事先不进行加密没有什么差别。

Java运行时装入字节码的机制隐含地意味着可以对字节码进行修改。JVM每次装入类文件时都需要一个称为ClassLoader的对象,这个对象负责把新的类装入正在运行的JVM。JVM给ClassLoader一个包含了待装入类(比如java.lang.Object)名字的字符串,然后由ClassLoader负责找到类文件,装入原始数据,并把它转换成一个Class对象。

我们可以通过定制ClassLoader,在类文件执行之前修改它。这种技术的应用非常广泛――在这里,它的用途是在类文件装入之时进行解密,因此可以看成是一种即时解密器。由于解密后的字节码文件永远不会保存到文件系统,所以窃密者很难得到解密后的代码。

由于把原始字节码转换成Class对象的过程完全由系统负责,所以创建定制ClassLoader对象其实并不困难,只需先获得原始数据,接着就可以进行包含解密在内的任何转换。

Java 2在一定程度上简化了定制ClassLoader的构建。在Java 2中,loadClass的缺省实现仍旧负责处理所有必需的步骤,但为了顾及各种定制的类装入过程,它还调用一个新的findClass方法。

这为我们编写定制的ClassLoader提供了一条捷径,减少了麻烦:只需覆盖findClass,而不是覆盖loadClass。这种方法避免了重复所有装入器必需执行的公共步骤,因为这一切由loadClass负责。

不过,本文的定制ClassLoader并不使用这种方法。原因很简单。如果由默认的ClassLoader先寻找经过加密的类文件,它可以找到;但由于类文件已经加密,所以它不会认可这个类文件,装入过程将失败。因此,我们必须自己实现loadClass,稍微增加了一些工作量。

java加密扩展即Java Cryptography Extension,简称JCE。它是Sun的加密服务软件,包含了加密和密匙生成功能。JCE是JCA(Java Cryptography Architecture)的一种扩展。

JCE没有规定具体的加密算法,但提供了一个框架,加密算法的具体实现可以作为服务提供者加入。除了JCE框架之外,JCE软件包还包含了SunJCE服务提供者,其中包括许多有用的加密算法,比如DES(Data Encryption Standard)和Blowfish。

我们看到,要在不修改源代码的情况下加密一个Java应用是很容易的。不过,世上没有完全安全的系统。本文的加密方式提供了一定程度的源代码保护,但对某些攻击来说它是脆弱的。

虽然应用本身经过了加密,但启动程序DecryptStart没有加密。攻击者可以反编译启动程序并修改它,把解密后的类文件保存到磁盘。降低这种风险的办法之一是对启动程序进行高质量的模糊处理。或者,启动程序也可以采用直接编译成机器语言的代码,使得启动程序具有传统执行文件格式的安全性。

另外还要记住的是,大多数JVM本身并不安全。狡猾的黑客可能会修改JVM,从ClassLoader之外获取解密后的代码并保存到磁盘,从而绕过本文的加密技术。Java没有为此提供真正有效的补救措施。

不过应该指出的是,所有这些可能的攻击都有一个前提,这就是攻击者可以得到密匙。如果没有密匙,应用的安全性就完全取决于加密算法的安全性。虽然这种保护代码的方法称不上十全十美,但它仍不失为一种保护知识产权和敏感用户数据的有效方案。


 

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