Java字節(jié)碼混淆算法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布式系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)軟件的平臺(tái)無關(guān)性、可移植性提出了更高、更迫切的要求。在這種情況下，Java平臺(tái)產(chǎn)生了，提出了一種解決軟件的可移植性和平臺(tái)無關(guān)性的方案。但是由于Java虛擬機(jī)指令系統(tǒng)過于簡單，且class文件包含了大量可以被反編譯利用的信息，Java較以前的C、C++等要容易反編譯。這樣一來軟件開發(fā)者的知識(shí)產(chǎn)權(quán)得不到保障。為解決這一問題，許多專家、學(xué)者提出對(duì)Java字節(jié)碼進(jìn)行混淆的方案，并且進(jìn)行了大量的研究。這些研究呈

2、現(xiàn)以下特點(diǎn)：1．對(duì)程序的控制流研究較多，而對(duì)程序的數(shù)據(jù)流研究較少；2．很多控制流混淆算法或者是利用不透明謂詞進(jìn)行混淆或者是利用Java語言和JⅧ在設(shè)計(jì)上的間隙進(jìn)行混淆。這些混淆方法難抵擋動(dòng)態(tài)攻擊和模式匹配的反混淆攻擊。 針對(duì)以上情況，本文對(duì)以前的控制流分析算法、Java虛擬機(jī)指令系統(tǒng)的特點(diǎn)和Java字節(jié)碼驗(yàn)證過程進(jìn)行了分析和比較，并且結(jié)合對(duì)Java字節(jié)碼進(jìn)行混淆這一目標(biāo)，把類型模擬引入控制流分析過程中。這樣一來不僅得到Java方

3、法的控制流圖，而且得到大量基本塊的執(zhí)行環(huán)境的信息，如：棧、局部變量等。這些信息對(duì)混淆十分有用，為Java控制流混淆奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文在對(duì)控制流圖的可歸約性、等價(jià)性、結(jié)點(diǎn)分裂變換等的研究基礎(chǔ)上，運(yùn)用可歸約流圖的性質(zhì)和判定，提出了基于不透明謂詞的大三角形構(gòu)造、圈交叉、if和switch交叉、循環(huán)和switch交叉等控制流混淆算法。這些算法破壞了原Java方法控制流圖的可歸約性。同時(shí)本文也給出了部分已有的控制流混淆算法是否破壞原Java方

4、法控制流圖的可歸約性的判定。針對(duì)不透明謂詞難抵擋動(dòng)態(tài)攻擊這一弱點(diǎn)，本文提出了利用“垃圾代碼"進(jìn)行控制流混淆的思路，并且在這一思路的基礎(chǔ)上給出“分支垃圾代碼”和“循環(huán)垃圾代碼”兩個(gè)具體應(yīng)用。 針對(duì)數(shù)據(jù)流混淆中判定某個(gè)局部變量在程序的某個(gè)基本塊中是否可引用或者可被賦值的問題，本文結(jié)合已有的求控制流圖的必經(jīng)結(jié)點(diǎn)算法，提出了下列兩個(gè)算法： 1．求任意圖的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的所有路徑的必經(jīng)結(jié)點(diǎn)的算法。 2．圖中任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的