基于CUDA的軟件保護技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著工業(yè)信息化的不斷發(fā)展,計算機應(yīng)用得到普遍推廣。軟件產(chǎn)業(yè)在得到巨大發(fā)展過程中也面臨著巨大挑戰(zhàn),軟件盜版現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。由此軟件保護和軟件安全越來越受到產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界關(guān)注。
　　傳統(tǒng)軟件保護技術(shù)都是基于IA-32指令架構(gòu),采用復(fù)雜加密算法,容易引起相應(yīng)軟件監(jiān)測,并影響目標軟件正常執(zhí)行,甚至降低系統(tǒng)性能。GPU通用計算的來臨,為軟件保護研究帶來一扇機會之窗,因為大多數(shù)逆向研究者對于GPU的執(zhí)行環(huán)境和指令集架構(gòu)不熟悉。利用GPU高效并行

2、處理能力,加速復(fù)雜密碼算法,除此之外,還具有目標軟件需要的自由、不被監(jiān)視的執(zhí)行空間。
　　本論文在大量調(diào)研的基礎(chǔ)上,設(shè)計了集成整體和按需加密保護技術(shù)的CBDE系統(tǒng)(CUDA-assisted Bulk and On Demand Encryption),其中CUDA是基于GPU的軟件開發(fā)平臺。首先闡述了整體加密方案,它是將整個鏡像作為一個處理對象,進行整體的加密和解密操作。通過編寫一個Loader(文件裝載器),將整個exe作為嵌

3、入對象。Loader模擬操作系統(tǒng)裝載器,負責(zé)裝載目標程序,并提供解密支持。因為程序含有CUDA相關(guān)代碼,無法直接將目標程序和Loader編譯為一個內(nèi)嵌exe的程序,因此設(shè)計復(fù)制工具EmbedTool,目標exe和Loader編譯完成后,將前者嵌入后者。
　　其次設(shè)計按需加密方案,相比整體加密,不是一次性對目標軟件整體處理,而是在運行過程中控制其解密粒度。本論文以函數(shù)為一個粒度,稱之為函數(shù)級的解密。通過宏處理機制和PE節(jié)塊支持解決單

4、個函數(shù)地址和函數(shù)所占內(nèi)存大小,主要設(shè)計包括三個模塊,分別是初始化模塊,解密處理模塊獲取函數(shù)運行前的解密支持,加密處理模塊獲取函數(shù)結(jié)束后的加密支持。此外利用高強度密碼學(xué)算法AES(高級數(shù)據(jù)加密標準)支持。
　　最后對經(jīng)過處理的目標程序進行測試和分析,正確性測試包括整體加密測試,從單線程和多線程兩個方面對按需加密方式測試,和該系統(tǒng)兩種方案的聯(lián)合測試,此外還對處理前后的樣本進行性能測試和分析,經(jīng)過GPU加速,性能損耗處于合理范圍內(nèi)。通過