Обфускация как метод защиты программного обеспечения
Или то, почему вы не можете издать свою улучшенную версию Counter Strike и уехать жить на Гавайи.
О чём речь?
Обфуска́ция (от английского obfuscate — делать неочевидным, запутанным, сбивать с толку) в широком смысле — приведение исходного текста или исполняемого кода программы к виду, сохраняющему её функциональность, но затрудняющему анализ, понимание алгоритмов работы и модификацию при декомпиляции.
Красивый пример из Википедии кода, прошедшего обфускацию.
Далее в программе
Зачем это нужно?
Как это должно работать?
Как это работает?
Состояние дел сейчас
Зачем это нужно?
Как известно, одним из основных методов взлома программного обеспечения является исследование кода, полученного в результате работы дизассемблера на предмет уязвимостей. На основе такого когда нетрудно, например, составить программу генерации ключей активации коммерческого программного обеспечения или, наоборот, внести в исполняемый файл изменение — патч, позволяющий злоумышленникам отключить «нежелательные» модули исходной программы.
Всему вышеперечисленному как раз и может противодействовать специальная программа — обфускатор.
Так же, алгоритмы обфускации активно используются не только для затруднения анализа кода, но и для уменьшения размера программного кода, что, в свою очередь, активно используется при разработке различных веб-сервисов и баз данных.
Как это должно работать?
Как понятно из вышесказанного, методы обфускации должны усложнить код, преобразовав его таким образом, чтобы скрыть от третьих лиц логику его работы.
В идеале хотелось бы, чтобы программа, прошедшая обфускацию, давала бы не больше информации нежели чёрный ящик, имитирующий поведение исходной программы. Гипотетический алгоритм, реализующий такое преобразование называется «Обфускация чёрного ящика». Декомпиляция зашифрованной таким образом программы дала бы злоумышленникам не больше информации, чем декомпиляция клиента мессенджера, представляющего собой лишь обёртку над апи «настоящего» приложения, что бы полностью решило поставленную в предыдущем блоке проблему. Однако показано [3] , что реализация такого алгоритма для произвольной программы невозможна.
Как это работает
Большинство методов обфускации преобразуют следующие аспектов кода:
• Данные: делают элементы кода похожими на то, чем они не являются
• Поток кода: выставляют исполняемую логику программы абсурдной или даже недетерминированной
• Структура формата: применяют различное форматирование данных, переименование идентификаторов, удаление комментариев кода и т.д.
Инструменты обфускации могут работать как с source или байт кодом, так и с бинарным, однако обфускация двоичных файлов сложнее, и должна варьироваться в зависимости от архитектуры системы.
При обфускации кода, важно правильно оценить, какие части когда можно эффективно запутать. Следует избегать обфускации кода, критичного относительно производительности.
Методы
1. Преобразование данных
Одним из наиболее важных элементов обфускации является преобразование данных, используемых программой, в иную форму, оказывающее минимальное виляние на производительность кода, но значительно усложняющее хакерам возможность обратного инжинирнга.
По ссылке можно ознакомится с интересными примерами использования двоичной формы записи чисел для усложнения читабельности кода, а так же изменений формы хранения данных и замены значений различными тождественными им выражениями.
2. Обфускация потока управления кодом
Обфускация потока управления может быть выполнена путем изменения порядка операторов выполнения программы. Изменение графа управления путем вставки произвольных инструкций перехода и преобразования древовидных условных конструкций в плоские операторы переключения, как показано на следующей диаграмме.
3. Обфускация адресов
Данный метод изменяет структура хранения данных, так чтобы усложнить их использование. Например алгоритм, может выбирать случайными адреса данных в памяти, а также относительные расстояния между различными элементами данных. Данный подход примечателен тем, что даже если злоумышленник и сможет «декодировать» данные, используемые приложением на каком-то конкретном устройстве, то на других устройствах он всё равно не сможет воспроизвести свой успех.
4. Регулярное обновление кода
Этот метод предотвращает атаки, регулярно выпуская обновления обфусцированного программного обеспечения. Своевременные замены частей существующего программного обеспечения новыми обфусцированными экземплярами, могут вынудить злоумышленника отказаться от существующего результата обратного анализа, так как усилия по взлому кода в таком случае могут превысить получаемую от этого ценность.
5. Обфускация инструкций ассемблера
Преобразование и изменение ассемблерного когда также может затруднить процесс обратного инжиниринга. Одним из таких методов является использование перекрывающихся инструкций (jump-in-a-middle), в результате чего дизассемблер может произвести неправильный вывод. Ассемблерный код также может быть усилен против проникновения за счёт включения бесполезных управляющих операторов и прочего мусорного кода.
6. Обфускация отладочной информации
Отладочную информацию можно использовать для обратного проектирования программы, поэтому важно блокировать несанкционированный доступ к данным отладки. Инструменты обфускации достигают этого, изменяя номера строк и имена файлов в отладочных данных или полностью удаляя из программы отладочную информацию.
Заключение
Я не стал описывать историю развития различных подходов к обфускации, так как на мой взгляд, она неплохо отражена в уже существующей на Хабре статье.
Данная статья была написана в 2015 году, и мне не удалось найти в интернете существенного количества статей и иных материалов на тему моего поста, накопившихся за это время. На мой взгляд, в наш век всё большую популярность приобретает разработка всевозможных веб приложений, которые мало нуждаются в обфускации в качестве метода защиты информации. Однако как раз таки сжатие исходного кода программ, при помощи методов обфускации в таких приложениях зачастую оказывается полезным.
В заключение, хотел бы добавить, что при использовании методов обфускации не следует пренебрегать и прочими методами защиты вашего кода, ведь обфускация далеко не серебряная пуля в вопросе защиты программ от взлома.
Ссылки и источники
[3] Barak B., Goldreich O., Impagliazzo R., Rudich S., Sahai A., Vadhan S. and Yang K. «On the (im) possibility of obfuscating programs.» CRYPTO 2001.
Обфускация и деобфускация кода: всё про этот метод защиты ПО
Что такое обфускация? Это процесс «запутывания» кода. Но когда мы размышляем об обфускации, то в любом случае появляется вопрос: а существует ли обратный процесс, чтобы можно было «распутать» «запутанный» код?
Однозначного ответа на этот вопрос нет. То есть, программы для выполнения обфускации есть, а таких программ, чтобы обфусцированный код приводили в первозданный образ – нет. Однако сам процесс деобфускации существует.
Под деобфускацией понимают процесс при котором «запутанный» код становится более читабельным и понятным. По сути, это и есть процесс оптимизации кода, который рассчитан на удаление всего лишнего из кода. А как мы помним, при обфускации добавляется много «мусорного» ненужного кода, который затрудняет чтение кода программы.
В большинстве компиляторов процесс оптимизации кода встроен по умолчанию. Поэтому считается, что обфускация программ на высокоуровневых языках программирования менее продуктивна, так как после прохождения кода программы через компилятор он подвергнется оптимизации.
Получается, что деобфускация кода — это и есть оптимизация кода. Но и это еще не все. К процессу деобфускации кода можно отнести еще процедуру декомпиляции программного кода. При декомпиляции программ из двоичного кода на выходе получается более-менее понятное представление исходного кода программы на каком-либо языке программирования высокого уровня. А это значит, что процед уру реверсивной инженерии после декомпиляции осуществить легче.
Также к процессу деобфускации подключаются дополнительные инструменты в виде статического и динамического анализа программ.
В конечном итоге получаем, что деобфускация — это не какая-то конкретная программа, а это комплекс мер, связанных с оптимизацией, декомпиляцией и анализом обфусцированного кода.
Заключение
Обфускация кода — это всего лишь дополнительный инструмент для защиты кода от постороннего несанкционированного вмешательства. В качестве единственного инструмента защ иты да нный процесс практически не имеет ценности. Но в совокупности с другими инструментами защиты он существенно снижает вероятность изучения исходного кода программы.
Мы будем очень благодарны
если под понравившемся материалом Вы нажмёте одну из кнопок социальных сетей и поделитесь с друзьями.
Обфускация
Обфуска́ция (от лат. obfuscare — затенять, затемнять; и англ. obfuscate — делать неочевидным, запутанным, сбивать с толку) или запутывание кода — приведение исходного текста или исполняемого кода программы к виду, сохраняющему ее функциональность, но затрудняющему анализ, понимание алгоритмов работы и модификацию при декомпиляции.
«Запутывание» кода может осуществляться на уровне алгоритма, исходного текста и/или ассемблерного текста. Для создания запутанного ассемблерного текста могут использоваться специализированные компиляторы, использующие неочевидные или недокументированные возможности среды исполнения программы. Существуют также специальные программы, производящие обфускацию, называемые обфускаторами (англ. Obfuscator ).
Содержание
Цели обфускации
- Демонстрация неочевидных возможностей языка и квалификации программиста (если производится вручную, а не инструментальными средствами).
- Оптимизация программы с целью уменьшения размера работающего кода и (если используется некомпилируемый язык) ускорения работы.
- Затруднение декомпиляции/отладки и изучения программ с целью обнаружения функциональности.
- Затруднение декомпиляции проприетарных программ с целью предотвращения обратной разработки или обхода DRM и систем проверки лицензий.
- Нарушение авторских прав программистов и скрытие авторства. Парадокс в том, что используется это преимущественно в проприетарных программах [источник не указан 453 дня] .
Технологии
На уровне исходных текстов
На JavaScript, VBScript и подобных скрипт-языках пользователю доступен исходный текст программы. В этом случае форматированием текста и заменой имён можно сделать текст менее читаемым.
Код после обфускации:
На уровне машинного кода
Как правило, обфускация на уровне машинного кода уменьшает скорость выполнения и соответственно увеличивает время выполнения программы. Поэтому она применяется в критичных к безопасности, но не критичных к скорости местах программы, таких как проверка регистрационного кода.
Простейший способ обфускации машинного кода — вставка в него недействующих конструкций (таких как or ax, ax )
На уровне промежуточного кода
В отличие от обычных языков, таких как C++ и Паскаль, компилирующих в машинный код, язык Java, NetP и языки платформы .NET компилируют исходный код в промежуточный код (байт-код), который содержит достаточно информации для адекватного восстановления исходного кода. По этой причине, для этих языков применяется обфускация промежуточного кода.
Назначение
Усложнение исследования кода
Как было сказано выше, декомпиляция программ Java и .NET достаточно проста. В этом случае обфускатор оказывает неоценимую помощь тем, кто хочет скрыть свой код от посторонних глаз. Зачастую после обфускации декомпилированный код повторно не компилируется.
Обфускация HTML помогает спамерам: на почтовом клиенте, который способен отображать HTML, текст читается, но антиспам-фильтр, который имеет дело с исходным HTML-файлом, пропускает нежелательное сообщение, не распознавая в нём запретной строки.
Простейший пример обфусцированного HTML:
При просмотре пользователь увидит слово «Машина», в то время как в исходном коде оно расчленено и воспринимается как два раздельных слова.
Оптимизация
В интерпретируемых языках обфусцированный код занимает меньше места, чем исходный, и зачастую выполняется быстрее, чем исходный. Современные обфускаторы также заменяют константы числами, оптимизируют код инициализации массивов, и выполняют другую оптимизацию, которую на уровне исходного текста провести проблематично или невозможно.
Проблема уменьшения размера важна, например, при программировании для сотовых телефонов на J2ME, где размер программы серьёзно ограничен. Обфускация JavaScript уменьшает размер HTML-файлов и, соответственно, ускоряет загрузку.
Недостатки
Потеря гибкости кода
Код после обфускации может стать более зависимым от платформы или компилятора.
Трудности отладки
Обфускатор не даёт постороннему выяснить, что делает код, но и не даёт разработчику отлаживать его. При отладке приходится отключать обфускатор.
Недостаточная безопасность
Хотя обфускация помогает сделать распределённую систему более безопасной, не стоит ограничиваться только ею. Обфускация — это безопасность через неясность. Ни один из существующих обфускаторов не гарантирует сложности декомпиляции и не обеспечивает безопасности на уровне современных криптографических схем. Вполне вероятно, что эффективная защита невозможна (по крайней мере в некотором конкретном классе решаемых задач).
Ошибки в обфускаторах
Современный обфускатор — сложный программный комплекс. Зачастую в обфускаторы, несмотря на тщательное проектирование и тестирование, вкрадываются ошибки. Так что есть ненулевая вероятность, что прошедший через обфускатор код вообще не будет работать. И чем сложнее разрабатываемая программа, тем больше эта вероятность.
Вызов класса по имени
Большинство языков с промежуточным кодом могут создавать или вызывать объекты по именам их классов. Современные обфускаторы позволяют сохранить указанные классы от переименования, однако подобные ограничения сокращают гибкость программ.
См. также
- Dotfuscator (англ. Dotfuscator)
Источники
- Исследование программ
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Смотреть что такое «Обфускация» в других словарях:
Запутывание кода — Обфускация (от лат. obfuscare затенять, затемнять; и англ. obfuscate делать неочевидным, запутанным, сбивать с толку), или запутывание кода приведение исходного текста или исполняемого кода программы к виду, сохраняющему ее функциональность, но… … Википедия
Обфускатор — Обфускация (от лат. obfuscare затенять, затемнять; и англ. obfuscate делать неочевидным, запутанным, сбивать с толку), или запутывание кода приведение исходного текста или исполняемого кода программы к виду, сохраняющему ее функциональность, но… … Википедия
Безопасность через неясность — (англ. Security through obscurity) принцип, используемый для обеспечения безопасности в различных сферах деятельности человека. Основная идея заключается в том, чтобы скрыть внутреннее устройство системы или реализацию для обеспечения… … Википедия
MobileBASIC — Тип исполнения: Интерпретируемый Появился в: 2003 Автор(ы): David J Firth Расширение файлов: .bas, .lis Релиз: Phone Edition: 1.8.6.2 (последняя официальная … Википедия
Полный перебор — У этого термина существуют и другие значения, см. Перебор. Полный перебор (или метод «грубой силы», англ. brute force) метод решения математических задач. Относится к классу методов поиска решения исчерпыванием всевозможных… … Википедия
Игра для программистов — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия
Программерская игра — Игра для программистов компьютерная игра, в которой человек не участвует напрямую в игре. Вместо этого он пишет управляющую программу, сражающуюся с себе подобными программами. Такие игры являются сложным и нетривиальным упражнением для… … Википедия
0day — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью … Википедия
Byte Code Engineering Library — Jakarta BCEL Тип Библиотека модификации байт кодов Разработчик Apache Software Foundation Написана на Java Операционная система Кроссплатформенное программное обеспечение Последняя версия 5.2 (6 июня 2 … Википедия
Мёртвый код — В теории компиляторов, мёртвым кодом (так же бесполезным кодом, англ. dead code) называют код, который может быть исполнен, но результаты его вычислений в дальнейшем в программе не используются[1][2][3]. Другими словами это код, определяющий … Википедия
Что такое обфускатор и обфускация?
В списке модных слов, которыми любят кидаться программисты, в последнее время появилось новое — обфускатор. Оно тесно связано с другим, похожим — обфускацией. Что они значат?
С обфускатором всё просто. Обфускатор — это программа, с помощью которой выполняется обфускация. Теперь дело за малым — разобраться, что же такое обфускация.
Обфускация — это процесс, в результате которого код программы приобретает вид, трудный для анализа. Обфускация, как нетрудно догадаться, осуществляется с целью защиты программного кода и алгоритмов, которые он реализует, от чужих глаз, которые, несмотря на строжайшие запреты разработчиков, любят подсматривать за тем, что и каким именно образом написано.
Существует несколько разных видов обфускации в зависимости от того, какой именно код запутывается при ней. Для тех языков программирования, для которых программа представляется прямо в виде исходных текстов, используются специальные методы, делающие код нечитабельным для человека, но приемлемым для интерпретатора. Среди них — запись программы в одну строку, замена имён переменных и функций, вставка ничего не значащих комментариев. Для обфускации двоичного кода (как для исполняемых файлов, так и двоичного кода виртуальных машин .NET и Java) используются уже более серьёзные методы, в том числе и шифрование. Однако следует учитывать, что для двоичного кода обфускация способна серьёзно снизить скорость работы защищённых участков программы. Поэтому критичные ко времени выполнения куски кода, как правило, не имеют серьёзной криптографической защиты.
Обфускации может подвергаться не только программный код, но и другие виды данных: например, существуют специализированные методы обфускации HTML-страниц (особенно эффективно внедрение сценариев JavaScript’е, которые пишут текст динамически, и картинок с текстом). Обфускация HTML-страниц весьма полезна для спамеров, которые с её помощью обходят спам-фильтры.
Помимо защиты, обфускация для некоторых интерпретируемых языков увеличивает скорость выполнения программы — правда, это возможно только при применении оптимизирующих обфускаторов.
Но в большинстве случаев обфускация имеет массу побочных эффектов. В особо неприятных обстоятельствах обфускатор может сделать программу совершенно непригодной к выполнению, в менее тяжёлых случаях в программе могут появиться новые ошибки. Поэтому обфускацию необходимо применять с максимальной осторожностью.