摘要：随着计算机和网络的发展,软件核心算法面临着被逆向的威胁越来越大。虚拟机软件保护方法作为一种新型的软件保护方法,利用虚拟化技术保护软件的核心算法。因虚拟指令很难被理解,故其保护强度较高。但是,该方法仍无法抵御基于语义的攻击方法对虚拟机保护后的软件攻击,由此给软件安全带来了严重的威胁。针对现有的各类虚拟机软件保护方法无法应对目前恶意攻击者基于语义攻击的问题,提出了一种抗语义攻击的虚拟机软件保护方法即DAS-VMP。该方法分析了基于语义攻击的关键技术,依此研究出抵抗语义攻击的方法。从程序内部的数据流和执行流出发,通过设计数据流混淆引擎对虚拟机中虚拟解释器(Handlers)进行数据流混淆,使程序内部的数据流结构变得复杂多样,从而攻击者无法进行数据流的分析。隐藏虚拟机中的谓词信息,以抵抗攻击者的符号执行技术,同时将单一进程虚拟机设计为双进程虚拟机,控制软件运行过程中的执行流,使软件的执行过程更加难以被追踪,最终使经过保护后的软件呈现出一种复杂的数据流和执行流,从而阻止攻击者通过基于语义的攻击方法进行逆向分析。理论分析表明,DAS-VMP能够有效抵抗基于语义的攻击,与两款商业虚拟机保护系统的比较表明DAS-VMP对系统的性能开销较小。

摘要：针对污点分析方法导致程序数据流泄密的问题,提出了一种基于可执行代码的反污点分析方案。通过开发过程中植入标记或保护过程中输入关键代码地址两种方式实现对关键代码的定位。设计了去污点的反污点分析保护方法,用于保护程序中的敏感数据,提高程序的抵抗污点分析能力。同时,为了满足保护方法的多样性,分别针对数值替代、数值匹配和栈操作设计了3种不同的反污点分析保护方法。实验结果表明,提出的方法可以有效的增强反污点分析能力且不会造成较大的性能损耗。

摘要：二进制代码保护技术不受源码语言约束,适用性更广。结合等价变形、控制流混淆、动态加解密等技术,研究并实现了二进制代码混淆保护原型系统MEPE。在MEPE中,基于拆分或替换指令的操作,以及算术和逻辑等价式,设计等价变形规则及对应的等价变形模板函数,对二进制代码进行等价变形。通过理论分析,证明了变形的多样性效果;利用控制流混淆对变形后代码块进行"切片乱序",由地址跳转表管理跳转地址,并通过动态加解密对其进行保护;深入分析循环体中被保护指令对时间开销的影响,提出了与指令循环深度相关联的迭代次数与切片粒度的计算方法。MEPE具有保护强度可调节、功能可扩展、保护效果多样、性能消耗低等特点。通过实验分析迭代次数、切片粒度对时间消耗的影响,验证了对循环体中被保护指令控制的作用和意义,以及保护效果的多样性。经过MEPE处理后的二进制代码在时间损耗较小的情况下,可有效增加攻击者静态和动态分析的难度,提高了二进制可执行代码的安全性。

摘要：运行态软件处于开放复杂的白盒攻击环境中,面临严重的逆向分析安全问题.动态保护是为软件提供持久保护的新思想,而使软件具有全面的感知白盒攻击环境中攻击威胁的能力是探索动态保护的关键.本文提出一种应用改进哨兵的运行态软件攻击威胁自感知方法.首先对攻击威胁进行分类与特征提取;其次设计相应的改进哨兵,使其具有感知并传递不同攻击威胁信息的能力;然后分析待保护软件的依赖关系并确定感知区域集;最后依据最小覆盖模型进行哨兵布局.此外,通过详细地实例分析及实验验证了本文方法的可行性与实用性.该方法有助于更深入挖掘攻击与保护间的关系,为进一步研究动态保护奠定基础.

摘要：为了增加软件逆向分析的难度,提高软件的安全性,提出了一种基于攻击威胁监控的软件保护方法。该方法通过在软件中部署威胁监控网,来实时检测并处理软件执行过程遇到的多种攻击威胁,确保软件处于一个相对安全的执行环境中,难以被逆向分析。对该保护方法的研究,主要分为以下三个方面:1)攻击威胁描述。分析软件面临的潜在攻击威胁,并按照〈威胁目的,实施方式,作用对象〉的表示方式对每种威胁进行描述。2)攻击威胁监控网部署。分析各种威胁的特点并设计对应的检测方法,生成节点库;根据节点自身特点,选取合理的部署方案,将节点安插到软件的不同位置。3)原型系统实现与实验设计。按照保护方案的思路实现原型系统,保护一组程序实例,对提出的方案从性能损耗和安全性影响两方面来评估,实验分析结果表明该保护方案是可行且有效的。

摘要：软件核心算法防逆向保护,是软件研发乃至软件产业发展的迫切需求,也是当前软件安全研究领域的热点之一.虚拟机软件保护作为一种保护强度高、商业应用广的技术,已被用于软件核心算法保护,并在很大程度上能够抵御攻击者的逆向分析.但这种保护方法难以抵御累积攻击,无法提供更加持久的保护.时间多样性是指一个软件在不同时间被执行时,执行路径不同,主要用于抵御累积攻击.将时间多样性与虚拟机软件保护相结合,提出了一种具有时间多样性的虚拟机软件保护方法,称为TDVMP.在TDVMP中,通过构造多条相异的执行路径,使得被保护软件在不同次执行时,能够动态选取不同执行路径,从而极大地增加了攻击者进行累积的核心算法逆向分析攻击的难度.同时,对于TDVMP设计中的关键问题,比如多执行路径的构造与选择等进行了详细讨论.此外,提出了时间多样性保护效果的评价指标,并给出了其度量及计算方法.以所实现的原型系统为基础,通过一组具有一定实用价值的实例,对所提出的方法进行了测试、实验.结果表明,TDVMP对于软件核心算法防逆向保护是有效且实用的.

摘要：在原生Android系统(Google公司发布,没有经过第三方修改的安卓系统)基础上,研究采用数据流追踪技术检测用户敏感信息是否被泄露或滥用,在应用层、系统层以及内核层动态监控和拦截敏感行为。最后设计了SecuDroid移动操作系统,并通过实验验证SecuDroid可以有效检测隐私数据的使用及监控恶意行为。

摘要：针对软件知识产权与版权保护需求,对多样性技术和基于虚拟机的软件保护技术进行分析和研究,设计了一种基于寄存器的精简指令集软件保护虚拟机SPVM,并实现了一个具有高强度和扩展性的防逆向工程和篡改、防止核心算法破解和防盗版的软件保护虚拟机系统VMDefender.通过采用多样性和虚拟机等技术,最终实现了防止软件盗版和对软件机密信息以及软件核心技术的保护.