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软件狗[Dongles]的加密与解密技术
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日期：2007年5月21日 作者： 查看:[大字体
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制作和出售软件狗的公司很多，你只要注意一下计算机杂志上的广告就能得知。各公司生产的软件狗除了上述特点外，一般都有一些为吸引用户而附加的功能，主要是一些工具软件，其核心技术却是大同小异。
加密狗的一般特点
1、不占用并行口，因为它虽然插在并行口上，但是它又提供了一个跟原来一致的并行口。
2、软件具有防解密功能，可对抗各种调试工具的跟踪。
3、一狗一密码或一种线路，软硬件不可互换，就像一把锁一把钥匙那样。
4、提供各种语言的编程接口以及一套实用工具，方便用户在自己开发的程序中嵌入加密模块。
5、提供对可执行文件的加密工具，以便用户对已有的产品进行加密。
目前主流软件加密锁的不足
对软件加密保护产品而言，使用者最关心的是加密的有效性，产品的兼容性和稳定性。目前市场上主要的软件加密锁硬件内部均含有单片机，即所谓内置CPU，软件厂商主要是利用算法功能进行加密。加密锁通常还增加了一些辅助功能，比如倒计数器、远程升级等。这类型加密锁主要产品有彩虹天地的“微狗” “SuperPro”、深思洛克的“深思Ⅰ、III型”、 ALADDIN的HASP3、4等。通过对这些软件锁进行分析，认为从安全性上讲他们至少有三方面致命的薄弱点：
薄弱点1：设计原理有很大缺陷
目前主流的加密锁硬件提供了读、写和算法变换功能，且算法变换关系难以pj和穷举。但这类加密锁最大的缺陷是算法不向软件厂商公开，锁内的变换算法在出厂时已经固定，软件加密者只能设置算法的参数。这样就限制了厂商对算法的使用，要么预先记录算法结果然后在软件运行时核对（使用码表），要么在软件中至少变换两次然后比较结果是否一致；如果解密者截获这些数据，通过统计、分析就有可达到解密目的。
薄弱点2：加密锁受处理能力的限制，无法为软件提供强有力的保护
市场上曾先后推出了几款“可编程”加密锁。这类型加密锁最大的特点就是可以让用户自行设计专用算法。“可编程”加密锁的出现的确是软件加密技术的一次进步。深思洛克的“深思III”、飞天诚信的“Rockey4”均属此类产品。
但由于成本限制，这类型加密锁往往只能采用10～20元人民币的通用8位单片机或同档次的ASIC芯片作为核心微处理器。这种低档单片机的处理运算能力是相当弱的，这就给 “可编程”加密锁造成了很大的局限性，主要表现在：1、算法变换的复杂度不够高，2、指令编码空间较小，3、程序区的空间较小。这些局限性使得用户根本不可能利用“可编程”加密锁实现理想的高强度加密方案。
薄弱点3：硬件本身抵抗恶意攻击的能力较弱
随着集成电路设计、生产技术的发展，安全产品的核心芯片硬件本身受到攻击的可能性越来越大。典型的硬件攻击手段有电子探测攻击（如SPA和DPA）和物理攻击（探测，如采用SiShell技术），下面我们就这方面进行简要的分析。
电子探测（SPA和DPA）攻击技术的原理是：单片机芯片是一个活动的电子元器件，当它执行不同的指令时，对应的电功率消耗也相应的变化。通过使用特殊的电子测量仪和数学统计技术，来检测和分析这些变化，从中得到单片机中的特定关键信息。
物理攻击的方法有：通过扫描电子显微镜对芯片内部存储器或其它逻辑直接进行分析读取；通过测试探头读取存储器内容；通过从外部无法获取的接口（例如厂家测试点）对存储器或处理器进行直接数据存取；再激活单片机的测试功能等。
由于通用低档单片机并非定位于制作安全类产品，没有提供有针对性的防范物理攻击手段，因此比较容易通过电子探测（SPA和DPA）攻击直接读出存储器内的数据。虽然大多数普通单片机都具有熔丝烧断保护单片机内代码的功能，但此类芯片应用场合广、发行批量大，随着厂商间委托加工与频繁技术转让，使得利用该类芯片下载程序的设计漏洞，利用厂商的芯片测试接口，通过特殊的烧写时序和数据读出信息成为比较容易的事情。
ASIC芯片是完全根据用户需求而特别定做，属于小批量生产。由于其采用特殊的逻辑电路且不会轻易公开测试功能接口，因此只要以其为基础开发的系统不是保存重要的信息或者不用于高级别的安全场合还是可以防范一般情况下的物理攻击。
加密锁性能判定
加密锁很小巧，包含的技术内容却很丰富。一般我们从三个方面分析加密锁的性能：
第一个是加密原理，或者说加密锁有些什么功能，这往往是针对一些解密方法发展起来的，最需要创造性的地方就是这里。国内产品在这个方面一直与国外产品具备足够的竞争能力。
第二个是加密锁的可靠性、稳定性、兼容性、透明性等。这些是对锁的基本要求，但是做完整并不容易，尤其是兼容性、透明性问题，加密厂家在这方面有着丰富的经验，但是没有谁可以100%保证。透明性是锁的一个比较特殊的指标，由于锁是工作在并口(打印口)，并口还会有其他设备，比如打印机、绘图仪、硬盘、光驱等，锁如果影响到原来设备的正常工作就是透明性不够好，完全的透明是难以做到的，一般的加密厂家不保证锁对并口硬盘、光驱等设备的透明性。
最后一个是锁的易学性、易用性。
软件狗加解密技术的简单介绍（我将在以后陆续加入并详细介绍）
涉及到加、解密的技术可以说是包罗万象，基本的有汇编语言、调试工具、操作系统等，还需要一些密码学的基本常识，如果对数据结构、编译原理等有一定的了解会更有帮助。当然，这并不是说没有这些基础就做不好加密，在使用加密锁时，很多工作已经由加密厂家完成了，其实加密者只要对“随机性”有一些基本的认识，就可以完成很出色的加密。这个随机与一般意义上的随机有所不同，这里强调的是“不可预测性”。如果解密者可以预知加密锁返回的数据，就可以用程序代替锁来返回，软件就无法知道锁是否真正存在，就是被解密了。这就是我们常说的“仿真”，在密码学中就是假冒攻击。所以，加密的一个重要思路就是让解密者看来：锁输入输出数据有很强的随机性。目前，加密设计中最迫切解决的就是构造随机性的问题。
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