Защита программ от взлома и нелегального копирования

 

 

Защита программ от взлома и нелегального копирования

 

(C) Зайцев Олег, 1999

Эта статья посвящена достаточно актуальной в настоящее время тематике - защите программ от взлома и нелегального копирования. Этой теме посвящено много статей, одна из наиболее интересных (из тех, которые попались мне) - статья "Защита shareware-программ" Владимира Каталова в Компьютерре Online#240. Он привел ряд советов по написанию shareware программ и я не хочу повторяться - сходите, почитайте.

Рассмотрим некоторые тонкости организации защиты на достаточно популярном примере - предполагаем, что программа защищена некоторым кодом (серийным номером, паролем), который сообщается пользователю после соблюдения им определенных условий. До регистрации в этой программе заблокирован ряд каких либо полезных функций, используется надоедливая реклама или ограничен строк работы. После ввода этого кода производится его проверка и при положительном исходе проверки программа начинает нормально работать. По неизвестной мне причине в большинстве современных программ данная защита сделана однообразно и для ее снятия необходимо 10-15 минут. В этой статье я постараюсь поделиться опытом в построении систем защиты. Могу сразу предупредить - хорошему хакеру противостоять практически бесполезно, да и не нужно - при желании любая защита может быть взломана, это вопрос времени.

Инструментарий хакера. Современный хакер имеет в своем арсенале набор разнообразных утилит для взлома. Их можно подразделить на несколько категорий

Отладчики. Позволяют прерывать выполнение программы при достижении заранее заданных условий, производить пошаговое выполнение программы, изменять содержимое памяти и регистров и т.п. . Наиболее популярным, удобным и мощным является отладчик SoftICE, который при достаточно примитивном интерфейсе обладает приличными возможностями и весьма стабильно работает.

Дизассемблеры. Производят дизассемблирование программы для дальнейшего изучения полученного кода. Один из наиболее популярных - IDA. От дизассемблера достаточно легко защититься - зашифровать или заархивировать программу. Тогда дизассемблируется только архиватор или кодировщик.

Средства мониторинга. Это набор утилит, отслеживающих операции с файлами, реестром, портами и сетью.

Средства пассивного анализа программы. Показывают разную информацию о программе - извлекают ресурсы, показывают связи, используемые библиотеки. Классический пример - утилита DEPENDS.EXE из комплекта Visual Studio. Она показывает, какие библиотеки используются программой и какие функции импортируются.

Прочие утилиты. Их великое множество (можно найти на диске типа "Все для хакера", причем в изобилии). Это разнообразные редакторы, анализаторы ...

Наиболее популярны следующие программы мониторинга :

FileMon - утилита, позволяющая вести мониторинг всех операций с файлами. Имеет удобный фильтр, может сохранять отчет в файле. Поэтому нет смысла делать "секретные" файлы где-нибудь в Windows/System - их элементарно найти.

RegMon - аналог FileMon, только ведется мониторинг всех операций с реестром. Аналогично файлам, бессмысленно создавать в реестре "секретные" ключи - они сразу бросаются в глаза.

PortMon - мониторинг работы с портами ввода/вывода

TCP_VIEW - монитор соединений по TCP-IP

RegUtils - набор утилит для контроля за реестром - делает копии реестра, позволяет сравнивать копии и просматривать изменения.

Утилиты типа FileMon могут резко упростить взлом программы - легко определить место, в котором программа обращается к указанному файлу или ключу реестра.

Основы построения защиты - шаг за шагом

Как ввести регистрационный код. Ввод пароля или регистрационного номера является ответственным делом - хакер постарается отловить адрес памяти, в который будет записан пароль. Затем на обращение по этому адресу ставится точка останова (команда BPM в SoftICE), что позволяет поймать начало процедуры проверки регистрационного кода. Если для ввода используются стандартные элементы ввода Windows, то алгоритм действий хакера можно формализовать и выглядит он примерно так:

Устанавливает точку останова на считывание текста из стандартного элемента ввода (функции GetWindowText, GetGlgItemText модуля KERNEL32)

При вызове этой функции анализируем ее параметры и таким образом определяем, по какому адресу будет размещено считываемое значение и ставим обращение к этой области памяти точку останова. А достоверности определенного адреса легко убедиться - после выполнения функции там появится введенная строка

При срабатывании этой точки останова мы попадаем в анализатор введенного значения и либо делаем генератор регистрационных ключей, либо ломаем процедуру проверки. И то, и другое весьма просто сделать - достаточно только изучить ассемблер и API

Набор этих действий стандартен и мне не раз попадались подробные руководства типа "Взлом Windows программ - шаг за шагом", ориентированные на продвинутого пользователя.

Рассмотри несколько решений, которые могут затруднить взлом на этом этапе.

Совет _0. Старайтесь как можно меньше применять стандартные функции (особенно API-шные) и компоненты VCL. Так что Assembler, Assembler и еще раз Assembler ...

Сущность этого совета надеюсь очевидна - современные дизассемблеры умеют распознавать стандартные процедуры высокоуровневых языков, а API - вообще отдельный разговор - SoftICE обладает изумительной возможностью - загружать символьные имена для любых указанных библиотек (особенно для KERNEL32.DLL) - отладка резко упрощается, т.к. мы видим имена вызываемых функций и можем ставить точки останова на вызов функций по их имени.

Совет _1. Применяйте нестандартный способ ввода пароля.

Наипростейший путь - написать свой визуальный компонент для ввода регистрационного кода. Он конечно должен будет обрабатывать события от клавиатуры, но момент считывания кода нельзя поймать избитыми методами. Это уже что-то, но есть второй способ взлома, основанный на поиске введенного кода в памяти. Для этого в SoftICE есть удобная команда "S стартовый адрес L длина 'образец'" , которая позволяет найти введенное значение в памяти.

Совет _2. Не храните введенный код в одном месте !

Совет _3. Не храните введенный код открытым текстом !

Итак, что же следует сделать. Для начала необходимо завести в программе 5-10 переменных типа STRING и после ввода кода переписать введенное значение в них. Делать это лучше всего не в одном месте, а распределить по программе. Таким образом поиск даст кучу адресов, по которым будет находиться введенный код. Я в таком случае поступаю так - по таймеру создаю в динамической памяти новую строковую переменную, пишу в нее код. Затем на следующем срабатывании таймера создаю новую переменную, переписываю в нее код, а старую уничтожаю. При определенном навыке можно заполонить память значениями введенного кода и сделать поиск почти бесполезным. Причем такое копирование можно совместить с проверкой кода или эмуляцией этой проверки. Затем с эти строками неплохо поделать какие-либо операции - сравнить с чем-нибудь ...

Советы 3 и 1 можно объединить - создать свой компонент, который позволит вводить код нестандартным способом с его одновременной шифровкой.

Анализ регистрационного кода. Итак, код введен и приняты меры для того, чтобы его было непросто найти (хотя найти то его можно, но это время, навык ...). Теперь следующий шаг - анализ. Поэтому сразу совет:

Совет _4. Ни в коем случае не анализируйте код сразу после его ввода.

Чем дальше ввод кода от его анализа, тем лучше. Самое разумное - после ввода кода поблагодарить пользователя за сотрудничество и сообщить, что со временем будет выполнена регистрация программы. А анализ кода произвести, например, через 1-2 минуты в совершенно другом месте программы.

Совет _5. Не проверяйте код только в одном месте и не пишите для проверки функцию.

Достаточно найти и отключить эту проверку, и защита взломана. Если проверок несколько, они разные и распределены по программе, то взлом затрудняется.

Совет _6. Не проверяйте пароль одним алгоритмом.

Рекомендуется разработать 2-3 алгоритма проверки, например 1-2 цифры должны делиться на 3, а 3-7 наложенные по какому-либо алгоритму на имя пользователя должны дать в сумме 4. Эти две проверки осуществляем в различных местах с достаточно большим временным разносом - взломав первый метод хакер не будет догадываться о существовании еще нескольких, которые проявятся со временем.

Совет _7. Ни в коем случае не предпринимайте никаких действий после проверки. По неизвестной причине большинство программ выглядят примерно так

IF NOT(SuperRegCodeCheck) then

Begin

  ShowMessage('Неверный код, дальнейшая работа невозможна');

  halt;

end;

В примере некая процедура проверяет код и при несовпадении предпринимает активные действия, которые буквально кричат "вот она где защита !!". Наилучший шаг - выждать день -два (или хотя бы минут 15). Причем все действия по проверке следует как можно дальше отнести от выдачи сообщений и прочих действий, предпринимаемых при обнаружении неправильного кода.

Совет _8. Отвлекающие маневры.

Кроме реальных функций проверки кода очень неплохо сделать пару бутафорских - они будут вызываться после ввода кода, проводить активные манипуляции с введенным значением, выдавать сообщения о некорректности введенного кода ... - т.е. отвлекать внимание от реальной проверки.

Совет _9. Не храните результатов проверки в переменной и не используйте ее для явного ограничения функций незарегистрированной программы.

Классический пример нарушения этого правила

IF NOT(LegalCopy) then

ShowMessage('Сохранение работает только в зарегистрированной версии')

else

SaveFile;

Таким образом элементарный анализ показывает, что переменная LegalCopy хранит результат проверки и поставив на нее точку останова можно выловить саму проверку. Отредактировав это значения в памяти можно временно сделать копию "зарегистрированной",а установка точки останова на изменение этой переменной выведет на место ее проверки. Да и взлом сводится к тому, что функция проверки кода урезается до двух команд ассемблера:

 MOV [адрес LegalCopy], 1

RET

Совет _10. (вытекает из 9) Не храните результатов проверки на диске или в реестре.

Типичная ошибка - выяснили, что копия зарегистрирована и сделали где-нибудь метку. Отловить это достаточно просто (см. описание REGMON и FILEMON). Наилучший способ - сохранить пароль и имя пользователя в том виде, в котором он их ввел. Затем при каждом запуске программы проверять корректность этого кода, но не забывая Совет _11. Ничего не проверяйте сразу при запуске приложения или сразу после считывания сохраненного имени или кода. Помните, что считывание кода и его ввод в окне регистрации идентичны по мерам защиты - дублирование в разных областях памяти, шифрование ...

Выводы: мы устроим проверку кода в нескольких местах программы, при этом применим несколько алгоритмов проверки, не будем использовать API.Кроме того, стоит проделать несколько отвлекающих маневров.

Общие советы по защите программ

CRC - контрольные суммы. Любой файл, строку или блок данных можно защитить контрольной суммой, которую затем можно рассчитать и сравнить с эталоном. При сравнении с эталоном конечно следует весть осторожно - см. первые 11 советов. Итак, совет 12. Защищайте программы и данные контрольными суммами. Это поможет не только от взлома, но и защитит программы от вируса или внедрения троянца.

Применяйте шифровку программ и данных. Очень неплохо сжать программу и данные. Я, например, разработал свой собственный архиватор - RAR-у и ZIP-у он конкуренции не составит, но сжатые им данные разжать очень непросто, придется изрядно повозиться. Да и изменить их проблематично - придется разжать, изменить и сжать.

Отлов пошаговой отладки программы. Существует много способов, я в свое время провел целое исследование этого вопроса под DOS, насобирал и придумал не менее 20 методов, но они мало приемлемы под Windows. Самый простой и надежный способ - таймер. При работе программы периодически фиксируем системное время и рассчитываем время работы фрагментов кода между ними. И если 200-400 команд процессора работают 2-3 минуты, то тут есть над чем задуматься.

Совет 13. Не определяйте дату и время стандартными способом !! Придумайте что-нибудь оригинальное.

Совет 14.Не стоит хранить что-либо секретное в файлах или реестре. Работа с файлами или реестром может быть детально запротоколирована и проанализирована, и все тайное станет явным.

Совет 15.Не храните ничего важного открытым текстом, особенно сообщения типа "Это незарегистрированная версия ...", "Введенный пароль не верен ...". 
Они для хакера - как для быка красная тряпка, и действительно - находим такое сообщение, ставим точку останова на обращение к участку памяти с этим сообщением и получаем возможность поймать момент выдачи этого сообщения.

Советы по созданию меток для организации ограничения по времени

Защита "ограничение времени работы" состоит в том, что программа каким образом фиксирует момент своего первого запуска и работает установленное время (обычно 20-30 дней). После истечения этого срока программа отказывается запускаться. Как проверить текущую дату я уже где-то тут писал - нестандартным способом, например по дате на файлах реестра или свежесозданном своем файле. Весь фокус в другом - как зафиксировать на компьютере дату первого запуска (естественно так, чтобы изничтожение программы и ее повторная установка не давали эффекта). Использование "секретных" файлов в системных папках или изменения в существующих файлах легко отловить при помощи FILEMON. Реестр то же отпадает из-за REGMON. Прочие методы (типа записи в ВООТ сектор ...) тоже неприемлемы - не те времена, по Windows все это не пройдет. Наиболее оригинально (на мой взгляд) прошить дату в саму программу и постоянно обновлять ее на своем сайте (естественно, автоматически). Таким образом отсчет неявно идет от момента скачивания программы с сайта. Есть тут правда и минус - после завершения срока можно повторно скачать эту программу и получить еще 15-20 дней ... . С другой стороны это оригинально - пользователю рано или поздно надоест скачивать эту программу и он или откажется от нее, или купит. Но при этом стоит помнить, что программу можно скачать несколько раз и сравнить варианты, выявив, где лежит дата. Поэтому стоит позаботиться о том, чтобы изменился почти весь файл (например, изменить пару опций компилятора)