「javajvm加密」java加密与解密
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本文目录一览：
如何用java语言对即时通讯软件进行加密
一、Java软件加密基本思路
对于应用软件的保护笔者从两个方面进行考虑，第一是阻止盗版使用软件，第二是阻止竞争对手对软件反编译，即阻止对软件的逆向工程。
1、阻止盗版
在软件运行时对自身存在的合法性进行判断，如果认为自身的存在和运行是被授权的、合法的，就运行；否则终止运行。这样即使软件可以被随意复制，只要盗版用户没有相应的授权信息就无法使用软件。
2、阻止反编译
对编译产生的Class文件加密处理，并在运行时进行解密，解密者无法对软件进行反编译。
二、Java软件加密的总体流程
为了保护用Java语言开发的软件，我们设计并实现了一个实用、高强度的加密算法。以下称需要保护的Java软件为“受保护程序”，称对“受保护程序”进行加密保护的软件为“加密程序”。对软件加密保护的流程如图1所示。
三、加密算法分析设计
1、用户信息提取器设计
为了防止用户发布序列号而导致“一次发行，到处都是”的盗版问题，提取用户机器中硬件相关的、具有唯一性的信息——用户计算机的硬盘分区C的序列号，并要求用户将此信息与用户名一起返回，之后用“序列号生成器”根据用户返回信息生成一个唯一合法的软件注册序列号发回用户，用户即可使用此号码注册使用软件。
这个信息提取器使用Winclows 32汇编以一个独立的小程序方式实现，程序代码如图2所示。
2、序列号生成器与序列号合法性判断函数的设计
序列号生成器与序列号合法性判断函数中运用RSA加密算法。在序列号生成器中是使用私钥将用户返回的信息（硬盘序列号，用户名）进行加密得到相应的注册序列号；在序列号合法性判断函数中使用私钥将用户输入的注册序列号解密，再与（硬盘序列号，用户名）进行比较，一致则调用程序装载器将程序其他部分解密装入内存，初始化删环境并运行程序主体；否则退出。
RSA加密算法的实现需要使用大数运算库，我们使用MIRACL大数库来实现RSA计算，序列号生成器的主要代码如下：
char szlnputString[]=”机器码和用户名组成的字符串”;
char szSerial[256]=[0];//用于存放生成的注册码
bign，d，c，m; //MIRACL中的大数类型
mip→IBASE=16; //以16进制模式
n= mlrvar(0); //初始化大数
d= mirvar(0);
c= mirvar(0); //C存放输入的字符串大数
m= mlrva(o);
bytes to big( len, szlnputString,c);
//将输入字符串转换成大数形式并存入变量c中
cinstr(n,”以字符串形成表示的模数”);//初始化模数
cinstr(d,”以字符串形成表示的公钥”)：//初始化公钥
powmod(c,d,n,m); //计算m=cdmod n
cotstr(m,szSerial)；//m的16进制字符串即为注册码
序列号合法性检测函数的主要代码如下：
char szlnputStringL]=”机器码和用户名组成的字符串”;
char szSerial[ 256]=”用户输入的序列号”
bign,e,c,m; //MIRACL中的大数类型
mip→IBASE=16; //以16进制模式
cinstr(m,szSerial); //将序列号的16进制转成大数形式
cinstr(n,”模数n的字符串形式”);//初始化模数n
cinstr(e,”字符串形式的公钥”);//初始化公钥
if compare(m,n)==-1） //mn时才进行解密
{
powmod(m,e,n,c);//计算m=me mod n
big_to _bytes(0,c,szSerial,0); //转为字符串
return lstrcmp( szlnputString,szSerial);
}
3、强耦合关系的设计
如果在序列号合法性检测函数中简单地使用图3所示流程：
解密者可以使用以下几种手段进行攻击：
（1）修改“判断合法性子函数”的返回指令，让它永远返回正确值，这样可以使用任意的序列号，安装／使用软件。
（2）修改判断后的跳转指令，使程序永远跳到正确的分支运行，效果和上一种一样。
（3）在“判断合法性子函数”之前执行一条跳转指令，绕过判断，直接跳转到“正常执行”分支运行，这样可以不用输入序列号安装／使用软件。
为阻止以上攻击手段，笔者在程序中增加了“序列号合法性检测函数”与程序其他部分“强耦合”（即增强其与程序其他部分的关联度，成为程序整体密不可分的一部分，一旦被修改程序将无法正常工作）的要求（见图1），并且设置一个“完整性检测函数”用于判断相关的代码是否被修改过。当然，基于同样的原因，“完整性检测函数”也必须与程序其他部分存在“强耦合”关系。
强耦合关系通过以下方式建立：
在程序其他部分的函数（例如函数A）中随机的访问需要强耦合的“序列号合法性检测函数”和“完整性检测函数”，在调用时随机的选择使用一个错误的序列号或是用户输入的序列号，并根据返回结果选择执行A中正常的功能代码还是错误退出的功能代码，流程如图4所示。
经过这种改进，如果破解者通过修改代码的方式破解将因“完整性检测”失败导致程序退出；如果使用SMC等技术绕过“序列号合法性判断函数”而直接跳至序列号正确时的执行入口，在后续的运行中，将因为随机的耦合调用失败导致程序退出。破解者要破解软件将不得不跟踪所有进行了耦合调用的函数，这显然是一个艰巨的任务。
4、完整性检测函数的设计
我们使用CRC算法算出需进行完整性检测的文件的校验码，并用RSA加密算法的公钥（不同于序列号合法性检测中的公钥／私钥对）将其加密存放在特定的文件中，在检测时先用CRC算法重新生成需进行完
整性检测的文件的校验码，并用私钥将保存的校验码解密，两者相比较，相等则正常运行；否则退出。
5、程序加载器的设计
与编译成机器码执行的程序不同，Java程序只能由Java虚拟机解释执行，因此程序加载器的工作包括：初始化Java虚拟机；在内存中解密当前要运行的class文件；使解密后的c:lass文件在虚拟机中运行，在
需要时解密另一个class文件。图5是用于初始化JVM的代码：
以上介绍了我们设计的针对Java软件的加密保护方法，其中综合运用了多种加密技术，抗破解强度高；使用纯软件保护技术，成本低。经笔者在Windows系列平台上进行测试，运行稳定，效果良好。
在研宄开发过程中，我们还总结出加密保护软件的一些经验：
1、对关键代码和数据要静态加密，再动态解密执行；要结合具体的工作平台使用反跟踪／调试技术；
2、要充分利用系统的功能，如在Windows下使用DLL文件或驱动程序形式能得到最大的丰又限，可以充分利用系统具有的各种功能；
3、如果可能应该将关键代码存放在不可禚复制的地方；
4、序列号要与机器码等用户信息相关以阻止盐复布序列号；
5、加密流程的合理性比加密算法本身的强度更重要。
如何用java程序实现加密的序列号
Java是一种跨平台的、解释型语言。Java 源代码编译中间“字节码”存储于class文件中。Class文件是一种字节码形式的中间代码，该字节码中包括了很多源代码的信息，例如变量名、方法名等。因此，Java中间代码的反编译就变得非常轻易。目前市场上有许多免费的、商用的反编译软件，都能够生成高质量的反编译后的源代码。所以，对开发人员来说，如何保护Java程序就变成了一个非常重要的挑战。本文首先讨论了保护Java程序的基本方法，然后对代码混淆问题进行深入研究，最后结合一个实际的应用程序，分析如何在实践中保护Java程序。
反编译成为保护Java程序的最大挑战通常C、C++等编程语言开发的程序都被编译成目标代码，这些目标代码都是本机器的二进制可执行代码。通常所有的源文件被编译、链接成一个可执行文件。在这些可执行文件中，编译器删除了程序中的变量名称、方法名称等信息，这些信息往往是由内存地址表示，例如假如需要使用一个变量，往往是通过这个变量的地址来访问的。因此，反编译这些本地的目标代码就是非常困难的。
Java语言的出现，使得反编译变得非常轻易而有效。原因如下：1.由于跨平台的需求，Java的指令集比较简单而通用，较轻易得出程序的语义信息；2.Java编译器将每一个类编译成一个单独的文件，这也简化了反编译的工作；3.Java 的Class文件中，仍然保留所有的方法名称、变量名称，并且通过这些名称来访问变量和方法，这些符号往往带有许多语义信息。由于Java程序自身的特点，对于不经过处理的Java程序反编译的效果非常好。
目前，市场上有许多Java的反编译工具，有免费的，也有商业使用的，还有的是开放源代码的。这些工具的反编译速度和效果都非常不错。好的反编译软件，能够反编译出非常接近源代码的程序。因此，通过反编译器，黑客能够对这些程序进行更改，或者复用其中的程序。因此，如何保护Java程序不被反编译，是非常重要的一个问题。
常用的保护技术由于Java字节码的抽象级别较高，因此它们较轻易被反编译。本节介绍了几种常用的方法，用于保护Java字节码不被反编译。通常，这些方法不能够绝对防止程序被反编译，而是加大反编译的难度而已，因为这些方法都有自己的使用环境和弱点。
隔离Java程序最简单的方法就是让用户不能够访问到Java Class程序，这种方法是最根本的方法，具体实现有多种方式。例如，开发人员可以将要害的Java Class放在服务器端，客户端通过访问服务器的相关接口来获得服务，而不是直接访问Class文件。这样黑客就没有办法反编译Class文件。目前，通过接口提供服务的标准和协议也越来越多，例如 HTTP、Web Service、RPC等。但是有很多应用都不适合这种保护方式，例如对于单机运行的程序就无法隔离Java程序。这种保护方式见图1所示。
图1隔离Java程序示意图对Class文件进行加密为了防止Class文件被直接反编译，许多开发人员将一些要害的Class文件进行加密，例如对注册码、序列号治理相关的类等。在使用这些被加密的类之前，程序首先需要对这些类进行解密，而后再将这些类装载到JVM当中。这些类的解密可以由硬件完成，也可以使用软件完成。
在实现时，开发人员往往通过自定义ClassLoader类来完成加密类的装载(注重由于安全性的原因，Applet不能够支持自定义的ClassLoader)。自定义的ClassLoader首先找到加密的类，而后进行解密，最后将解密后的类装载到JVM当中。在这种保护方式中，自定义的ClassLoader是非常要害的类。由于它本身不是被加密的，因此它可能成为黑客最先攻击的目标。假如相关的解密密钥和算法被攻克，那么被加密的类也很轻易被解密。这种保护方式示意图见图2。
图2 对Class文件进行加密示意图转换成本地代码将程序转换成本地代码也是一种防止反编译的有效方法。因为本地代码往往难以被反编译。开发人员可以选择将整个应用程序转换成本地代码，也可以选择要害模块转换。假如仅仅转换要害部分模块，Java程序在使用这些模块时，需要使用JNI技术进行调用。
当然，在使用这种技术保护Java程序的同时，也牺牲了Java的跨平台特性。对于不同的平台，我们需要维护不同版本的本地代码，这将加重软件支持和维护的工作。不过对于一些要害的模块，有时这种方案往往是必要的。
为了保证这些本地代码不被修改和替代，通常需要对这些代码进行数字签名。在使用这些本地代码之前，往往需要对这些本地代码进行认证，确保这些代码没有被黑客更改。假如签名检查通过，则调用相关JNI方法。这种保护方式示意图见图3。
代码混淆 图3 转换成本地代码示意图代码混淆是对Class文件进行重新组织和处理，使得处理后的代码与处理前代码完成相同的功能(语义)。但是混淆后的代码很难被反编译，即反编译后得出的代码是非常难懂、晦涩的，因此反编译人员很难得出程序的真正语义。从理论上来说，黑客假如有足够的时间，被混淆的代码仍然可能被破解，甚至目前有些人正在研制反混淆的工具。但是从实际情况来看，由于混淆技术的多元化发展，混淆理论的成熟，经过混淆的Java代码还是能够很好地防止反编译。下面我们会具体介绍混淆技术，因为混淆是一种保护Java程序的重要技术。图4是代码混淆的示意图。
图4 代码混淆示意图几种技术的总结以上几种技术都有不同的应用环境，各自都有自己的弱点，表1是相关特点的比较。
混淆技术介绍表1 不同保护技术比较表 到目前为止，对于Java程序的保护，混淆技术还是最基本的保护方法。Java混淆工具也非常多，包括商业的、免费的、开放源代码的。Sun公司也提供了自己的混淆工具。它们大多都是对Class文件进行混淆处理，也有少量工具首先对源代码进行处理，然后再对Class进行处理，这样加大了混淆处理的力度。目前，商业上比较成功的混淆工具包括JProof公司的1stBarrier系列、Eastridge公司的JShrink和
4thpass.com
的SourceGuard等。主要的混淆技术按照混淆目标可以进行如下分类，它们分别为符号混淆(Lexical Obfuscation)、数据混淆(Data Obfuscation)、控制混淆(Control Obfuscation)、预防性混淆(Prevent Transformation)。
符号混淆在Class中存在许多与程序执行本身无关的信息，例如方法名称、变量名称，这些符号的名称往往带有一定的含义。例如某个方法名为getKeyLength()，那么这个方法很可能就是用来返回Key的长度。符号混淆就是将这些信息打乱，把这些信息变成无任何意义的表示，例如将所有的变量从vairant_001开始编号；对于所有的方法从method_001开始编号。这将对反编译带来一定的困难。对于私有函数、局部变量，通常可以改变它们的符号，而不影响程序的运行。但是对于一些接口名称、公有函数、成员变量，假如有其它外部模块需要引用这些符号，我们往往需要保留这些名称，否则外部模块找不到这些名称的方法和变量。因此，多数的混淆工具对于符号混淆，都提供了丰富的选项，让用户选择是否、如何进行符号混淆。
数据混淆 图5 改变数据访问数据混淆是对程序使用的数据进行混淆。混淆的方法也有多种，主要可以分为改变数据存储及编码(Store and Encode Transform)、改变数据访问(Access Transform)。
改变数据存储和编码可以打乱程序使用的数据存储方式。例如将一个有10个成员的数组，拆开为10个变量，并且打乱这些变量的名字；将一个两维数组转化为一个一维数组等。对于一些复杂的数据结构，我们将打乱它的数据结构，例如用多个类代替一个复杂的类等。
另外一种方式是改变数据访问。例如访问数组的下标时，我们可以进行一定的计算，图5就是一个例子。
在实践混淆处理中，这两种方法通常是综合使用的，在打乱数据存储的同时，也打乱数据访问的方式。经过对数据混淆，程序的语义变得复杂了，这样增大了反编译的难度。
控制混淆控制混淆就是对程序的控制流进行混淆，使得程序的控制流更加难以反编译，通常控制流的改变需要增加一些额外的计算和控制流，因此在性能上会给程序带来一定的负面影响。有时，需要在程序的性能和混淆程度之间进行权衡。控制混淆的技术最为复杂，技巧也最多。这些技术可以分为如下几类：增加混淆控制 通过增加额外的、复杂的控制流，可以将程序原来的语义隐藏起来。例如，对于按次序执行的两个语句A、B，我们可以增加一个控制条件，以决定B的执行。通过这种方式加大反汇编的难度。但是所有的干扰控制都不应该影响B的执行。图6就给出三种方式，为这个例子增加混淆控制。
图6 增加混淆控制的三种方式控制流重组 重组控制流也是重要的混淆方法。例如，程序调用一个方法，在混淆后，可以将该方法代码嵌入到调用程序当中。反过来，程
深入Java字节码加密
问 如果我把我的class文件加密 在运行时用指定的类加载器(class loader)装入并解密它 这样子能防止被反编译吗？ 答 防止JAVA字节码反编译这个问题在java语言雏形期就有了 尽管市面上存在一些反编译的工具可以利用 但是JAVA程序员还是不断的努力寻找新的更有效的方法来保护他们的智慧结晶 在此 我将详细给大家解释这一直来在论坛上有争议的话题 Class文件能被很轻松的重构生成JAVA源文件与最初JAVA字节码的设计目的和商业交易有紧密地联系 另外 JAVA字节码被设计成简洁 平台独立性 网络灵活性 并且易于被字节码解释器和JIT (just in time)/HotSpot 编译器所分析 可以清楚地了解程序员的目的 Class文件要比JAVA源文件更易于分析 如果不能阻止被反编译的话 至少可以通过一些方法来增加它的困难性 例如: 在一个分步编译里 你可以打乱Class文件的数据以使其难读或者难以被反编译成正确的JAVA源文件 前者可以采用极端函数重载 后者用操作控制流建立控制结构使其难以恢复正常次序 有更多成功的商业困惑者采用这些或其他的技术来保护自己的代码 不幸的是 哪种方法都必须改变JVM运行的代码 并且许多用户害怕这种转化会给他们的程序带来新的Bug 而且 方法和字段重命名会调用反射从而使程序停止工作 改变类和包的名字会破坏其他的JAVA APIS（JNDI URL providers etc） 除了改变名字 如果字节码偏移量和源代码行数之间的关系改变了 在恢复这有异常的堆栈将很困难 于是就有了一些打乱JAVA源代码的选项 但是这将从本质上导致一系列问题的产生 加密而不打乱 或许上述可能会使你问 假如我把字节码加密而不是处理字节码 并且JVM运行时自动将它解密并装入类加载器 然后JVM运行解密后的字节码文件 这样就不会被反编译了对吗？考虑到你是第一个提出这种想法的并且它又能正常运行 我表示遗憾和不幸 这种想法是错误的 下面是一个简单的类编码器 为了阐明这种思想 我采用了一个实例和一个很通用的类加载器来运行它 该程序包括两个类 public class Main{public static void main (final String [] args){ System out println ( secret result = + MySecretClass mySecretAlgorithm ());}} // End of classpackage de;import java util Random;public class MySecretClass{/** * Guess what the secret algorithm just uses a random number generator */public static int mySecretAlgorithm (){return (int) s_random nextInt ();}private static final Random s_random = new Random (System currentTimeMillis ());} // End of class我想通过加密相关的class文件并在运行期解密来隐藏de MySecretClass的执行 用下面这个工具可以达到效果（你可以到这里下载Resources） public class EncryptedClassLoader extends URLClassLoader{public static void main (final String [] args)throws Exception{if ( run equals (args [ ]) (args length = )){// Create a custom loader that will use the current loader as// delegation parent:final ClassLoader appLoader =new EncryptedClassLoader (EncryptedClassLoader class getClassLoader () new File (args [ ]));// Thread context loader must be adjusted as well:Thread currentThread () setContextClassLoader (appLoader);final Class app = appLoader loadClass (args [ ]);final Method appmain = app getMethod ( main new Class [] {String [] class});final String [] appargs = new String [args length ];System arraycopy (args appargs appargs length);appmain invoke (null new Object [] {appargs});}else if ( encrypt equals (args [ ]) (args length = )){ encrypt specified classes }elsethrow new IllegalArgumentException (USAGE);}/** * Overrides java lang ClassLoader loadClass() to change the usual parent child * delegation rules just enough to be able to snatch application classes * from under system classloader s nose */public Class loadClass (final String name final boolean resolve)throws ClassNotFoundException{if (TRACE) System out println ( loadClass ( + name + + resolve + ) );Class c = null;// First check if this class has already been defined by this classloader// instance:c = findLoadedClass (name);if (c == null){Class parentsVersion = null;try{// This is slightly unorthodox: do a trial load via the// parent loader and note whether the parent delegated or not;// what this acplishes is proper delegation for all core// and extension classes without my having to filter on class name: parentsVersion = getParent () loadClass (name);if (parentsVersion getClassLoader () != getParent ())c = parentsVersion;}catch (ClassNotFoundException ignore) {}catch (ClassFormatError ignore) {}if (c == null){try{// OK either c was loaded by the system (not the bootstrap// or extension) loader (in which case I want to ignore that// definition) or the parent failed altogether; either way I// attempt to define my own version:c = findClass (name);}catch (ClassNotFoundException ignore){// If that failed fall back on the parent s version// [which could be null at this point]:c = parentsVersion;}}}if (c == null)throw new ClassNotFoundException (name);if (resolve)resolveClass (c);return c;}/** * Overrides java new URLClassLoader defineClass() to be able to call * crypt() before defining a class */protected Class findClass (final String name)throws ClassNotFoundException{if (TRACE) System out println ( findClass ( + name + ) );// class files are not guaranteed to be loadable as resources;// but if Sun s code does it so perhaps can mine final String classResource = name replace ( / ) + class ;final URL classURL = getResource (classResource);if (classURL == null)throw new ClassNotFoundException (name);else{InputStream in = null;try{in = classURL openStream ();final byte [] classBytes = readFully (in); lishixinzhi/Article/program/Java/hx/201311/25555
有谁用过jvmti对Java Class文件加密吗
jvmti对Java Class文件加密很好用方便的，对文件的保护很好，可以使用的。
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