基于软件特征及水印软件保护技术概述

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1、基于软件特征及水印软件保护技术概述1引言1.1研究背景1957，七名程序员创建了第一家软件产品公司（ADR)，软件行业开始发展；1964年，硬件生产商RCA找到了ADR，开发一个可以在一个程序内部形象的代表设备的逻辑流程的流程图程序，这个软件成了第一个真正的软件产品，不但一次又一次重复销售给许多客户，还形成一家围绕软件产品的开发和营销而组织的公司⑴。软件产品诞生之后，如何保护软件产品也就成为了随之而来的一个问题。计算机软件是一种数字产品，易于复制和传播，这就给盗版软件提供了出生的土壤，商业软件联盟BSA在《2011年全球P

2、C套装软件盗版研宄》报告中指出，亚太区63%的电脑用户承认自己获取过盗版软件。研究结果表明，亚太区2010年的PC软件盗版率为60%，2011年亚太区安装在个人电脑上的未经授权软件的商业价值比2010年增长12%，达到近1,356亿元。全球软件盗版率为42%左右，发展中国家稳定增长的市场需求将软件盗版的商业价值推高至4,093亿元。中国互联网络信息中心(NIC)在发布的《第30次中国互联网络发展状况统计报告》显示，到加2012年6月底，中国上网人数达到5.38亿，而其中仅上网人数就达到3.88亿，使用上网人数首次超过了使用

3、台式电脑上网的人数，成为第一大上网终端。在中国新闻出版研宄院最新发布的《2011-2012中国数字出版产业年度报告》展示，我国2011年数字出版收入达到1377.88亿元，同期比2010年增长31%，网络游戏、互联网广告与出版收人分别为428.5亿元、512.9亿元和367.3亿元，在我国数字出版收入中占很大比重。出版己经成为数字出版产业中收益比较稳定、发展速度最快的。1.2研究的意义及目的近年来，软件保护的研究已经成为一个很重要的课题，引起了国内外研究机构的一致关注，但是软件保护具有其独特的复杂性，由于现有软件的实现机制

4、各异,对于软件保护问题很难达成一致，因此完全意义上的软件保护几乎是不可能的。伴随着网络技术的飞速发展，人们可以轻易的从网络上下载各种软件，一部分网络用户更乐于使用免费的软件，致使软件盗版现象日益严重，极大地损害了开发者的利益。因此，对软件的保护技术具有很大的商业价值，能够得到软件开发商的大力支持。目前所采用的软件保护技术主要还是通过加密的方式进行保护，比如软件狗，SecuROM，SoftSENTRY，Vbox和SafeDISC等[13]，但是密码被破解后，软件仍能被盗版者使用，软件开发者却没有办法维护自己的版权。软件水印和

5、软件特征技术都是用来证明版权的技术，软件水印只能隐藏版权信息，却不能保护软件本身是否被改动，而软件特征却需要借助第三方将软件的特征与版权信息关联起来。文中将两种技术相结合，利用软件的特征与版权信息共同作为软件的水印信息，不仅可以识别软件自身是否被非法改动，对软件自身进行保护，而且也可以得到版权信息。2软件特征2.1软件特征的定义软件的静态特征是提取软件代码中的静态属性，例如常量值，方法调用序列，继承结构，使用过的类等，以提取出来的属性集合作为软件特征。软件的动态特征是在程序的运行过程中，根据输入的序列提取出属性的集合，作为

6、软件的特征。动态软件特征相比静态软件特征更具有针对性，但动态特征在提取特征的时候需要输入指令序列，程序根据序列地址提取特征，增加了特征提取的难度，降低了抗攻击能力。目前针对软件特征的攻击方法可以分为三类[8]:添加攻击，攻击者对要攻击的宿主软件增加部分组件或者模块，却并不影响程序的正常运行。当进行特提取的时候,提取出来的特征与原软件特征不同，以达到攻击的目的删除攻击，删除攻击与添加攻击相似，攻击者刪除程序中的某些独立的组件，刪除部分组建后的程序仍然有很大的价值，但却破坏了程序原有的软件特征。保持语义变换攻击，软件自身的特征

7、通过某种形式语言来描述，形式语言的表达由形式语义决定。如果攻击者对软件进行语义上的等价变换，就可以改变软件的代码特征但却使其功能不变，从而破坏原软件的特征。2.2现有软件特征本章首先分类介绍了软件特征的形式化定义，以及软件特征系统的形式化定义，比较了静态特征与动态特征的不同。其次介绍了目前常见的软件特征，分析了各种方法提取软件特征所选取的软件属性及不足之处，最后介绍了软件的攻击的方法。静态k-gram胎记是一种基于指令序列的静态软件胎记技术该方法首先提取出程序中的操作码序列，其次对操作码进行k-gram分割，得到长度为k的

8、操作码碎片，将程序中的k-gram碎片的集合作为软件的特征。K-gram胎记动态K-gram胎记[9]是根据输入地址提取指令序列，该方法是基于静态k-gram的思想，有选择的提取软件的操作码集合信息。aMyles[5]提出一种基于全局路径的动态胎记技术。在程序执行过程中，提出的SEQUITUR压缩算法得