[發明專利]一種Android平臺軟件保護系統、方法及設備

有效

• 申請號: 201110429661.2
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102760219A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 肖梓航;李柏松
• 申請（專利權）人: 北京安天電子設備有限公司
• 主分類號: G06F21/22
• 分類號: G06F21/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種計算機軟件保護技術，特別是用于Android平臺的軟件防泄密和版權保護系統及方法、服務器和智能終端。

背景技術

目前，由Google公司主導開發的Android操作系統已經是全球市場占有率最高的移動智能終端平臺。Android的應用軟件數量不斷增長，并建立了良好的軟件銷售模式。與傳統PC平臺一樣，Android應用軟件的成功商業化，也引發了對它們的逆向分析和破解。

對應用軟件的逆向分析（reversing?analysis）包括：

一、?對軟件的可執行代碼采用反匯編、反編譯、調試等方法進行分析，以了解其代碼的執行流程和算法實現等；

二、?對軟件的配置文件和數據文件進行分析，以獲得這些文件的格式和語義等；

三、?對軟件的網絡通信數據進行分析，以獲得軟件與服務器通信的協議格式、協議語義、數據加密方法和數據具體含義等。

其中，后兩類分析建立在第一類分析的基礎之上，即需要先分析可執行代碼，才能進一步分析配置文件、數據文件、網絡通信數據等。

通過逆向分析，攻擊者可以獲得軟件中的商業機密。例如，在手機的反病毒軟件中，惡意代碼檢測算法、特征匹配算法等可執行代碼，以及惡意代碼特征庫等數據文件，一旦被攻擊者逆向分析得到具體細節，既可能被其他同類軟件所利用，也可能被惡意代碼作者進行針對性防御或攻擊。再比如，在手機的網銀支付軟件中，通過網絡傳輸的數據涉及用戶的身份認證和金融賬戶信息，一旦軟件代碼、配置文件、網絡通信數據等被攻擊者通過逆向分析徹底了解，就有可能導致進一步的惡意攻擊，對個人和銀行造成直接的經濟損失。

破解（cracking）是在逆向分析基礎上的一種具有專門目的的攻擊。商業軟件需要用戶付費后使用。對未付費用戶，一般不允許使用，或只能使用少量功能，或只能使用一段試用期。為了保障這一策略，商業軟件通常包含對用戶許可（License）和用戶身份的鑒別（以下將負責這一鑒別工作的代碼片段稱為“鑒權代碼”），以判斷用戶是否已經付費。攻擊者通過對鑒權代碼的逆向分析，并進一步篡改代碼執行流程、篡改、復制或偽造相關配置文件、篡改網絡數據、修改內存數據等，使未付費用戶也可以獲得付費用戶才擁有的功能。這種攻擊稱之為破解，它極大地損害了軟件開發者的經濟權益，違反了知識產權保護的相關法律。

Android平臺的應用軟件開發一般采用Java語言。源代碼被編譯成Java類文件，再用Android?SDK（Software?Development?Kit，軟件開發工具包）中的工具轉換為DEX格式的二進制可執行文件，最后與軟件配置、資源文件等一起打包成APK格式文件，即Android應用軟件安裝包。用戶下載APK格式文件，并安裝到Android終端。應用軟件運行時，DEX格式文件中的指令在Android系統中的Dalvik虛擬機之中執行。

Android是一個源代碼完全開放的操作系統。無論是DEX格式文件的指令編碼方法，還是Dalvik虛擬機的工作原理，都因為源碼公開而已經被人們所知。目前已經出現了針對DEX格式文件的各類逆向分析工具，包括反匯編工具smali、反編譯工具dex2jar，以及針對APK格式文件的apktool等自動化工具。此外，逆向分析和破解的技術在傳統PC平臺上已經出現多年，Android平臺的攻擊者已經借鑒了傳統的方法。在這些工具和方法的幫助下，目前攻擊者已經可以輕易地對絕大部分Android應用軟件進行逆向分析和破解。

例如，常見的破解流程是：使用apktool解開APK文件，apktool會調用smali對其中的DEX格式文件進行反匯編；攻擊者分析smali的反匯編結果，了解該應用軟件的代碼流程；然后找到鑒權代碼，對關鍵的部分進行修改，例如把鑒權時的條件跳轉指令改成無條件跳轉指令；再使用apktool將這些修改過的代碼重新打包成APK格式文件，并重新簽名。這樣就得到了一個破解后的APK文件。

此外，Android應用程序還可以使用NDK（Native?Development?Kit，原生開發工具包）開發。Android系統運行于Linux之上，每個應用軟件所在的Dalvik虛擬機是一個獨立的Linux進程。Android?NDK提供了這樣一種開發方法：程序員用C語言編寫軟件的部分功能，由NDK的工具將源碼編譯為Linux中的動態鏈接文件（SO格式文件）；用Java語言編寫其他功能，用SDK工具編譯為DEX格式文件；最后由SDK將SO格式文件和DEX格式文件一起打包為APK格式文件。在運行時，DEX中的代碼加載SO格式文件，并調用其提供的函數接口。