[发明专利]一种保护JAVA可执行程序的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及软件保护领域，特别涉及一种保护JAVA可执行程序的方法及设备。

背景技术

JAVA软件一般由一些资源文件和JAVA可执行文件（单独的.class文件或者包装在.jar或.war包中的.class文件）组成。JAVA可执行文件是能被JAVA虚拟机执行的二进制文件，其代码是与平台无关的，格式遵循JAVA虚拟机规范，很容易被一些反编译分析工具还原为JAVA源代码，导致软件的逻辑和流程被泄露和窃取。

在JAVA语言中，类对象的方法函数有两种类型：普通方法和本地方法。普通方法是由JAVA语言编写编译成JAVA指令代码，运行时由JAVA虚拟机（JAVA Virtual Machine，JVM）执行；另一类本地方法（Native Method），它是通过JNI（JAVA Native Interface，JAVA本地调用）的接口访问外部的运行在本地操作系统的库。JNI实现了JAVA程序和外部库之间的相互调用，通常用来为JAVA程序提供非JAVA语言实现的功能。

软件由一个或多个JAVA可执行文件（如.jar、.war或者.class）和一个或者多个本地动态链接库文件（如.dll或者.so等格式）组成。JAVA中的可执行文件中的代码会调用动态链接库中导出接口（interface），实现特定的功能。类（class）是JAVA的基本概念，.jar文件中包括多个.class文件（jar包和war包等都是由若干.class文件和资源文件组成），对其不再进行详细描述。

目前常见的JAVA软件保护手段是对.class文件中的JVM（JAVA Virtual Machine JAVA，虚拟机）代码进行混淆处理，或借助于自定义的Class Loader,将.class文件加密存储，加载到JVM时才解密。前者是在JVM指令的层面进行处理，受到JVM规范的限制，且自动化算法的效果还不够理想（常见的自动化算法包括名称和符号混淆，但是不易自动实现复杂的流程和类关系）；而后者在JVM加载.class文件后，内存中就有原始的.class代码，容易受到内存DUMP（即，将JVM运行时进程内存中的内容进行“快照”并保存到文件）的攻击。

发明内容

为了防止JAVA软件的代码和逻辑被逆向和破解，本发明提供了一种保护JAVA可执行程序的方法及设备。首先创建一个本地动态链接库文件，枚举受保护JAVA软件中的.class文件，分析该.class文件中的JVM代码，随机抽取JVM代码中的部分代码片段，在所抽取的部分代码片段的原位置处替换为对native方法（即，本地方法）的调用，在本地动态链接库中生成导出函数，实现所述被抽取出的部分代码片段的功能。通过本发明提供的方法，可以提高软件的安全强度。

本发明不仅适用于windows平台，也适用于其他使用动态库机制的操作系统。

一种保护JAVA可执行程序的方法，具体步骤包括：

1. 创建一个本地动态连接库文件；

2. 枚举受保护的JAVA软件中的.class文件；

3. 分析该.class文件中的JVM代码，随机选取代码片段；

4. 将选中的代码片段从.class文件中抽去，原位置替换为对native方法的调用；

5. 在步骤1中的本地动态链接库中，生成一个导出函数，函数名称与步骤4中的native方法对应，逐条模拟代码片段中的指令，实现步骤4中抽取出的代码片段的功能。

6. 回到步骤2，继续枚举，直至结束。

根据本发明的一个方面，所述步骤1中的本地动态链接库文件名称是随机的。

根据本发明的一个方面，所述步骤3中为便于自动化实现，抽取代码片段遵循单入单出和堆栈平衡原则。所述单入单出和堆栈平衡原则，是指执行流程只能从所述代码片段开头处进入这段代码，无法从所述代码片段外跳转到所述代码片段中间，并且只能从所述代码片段结尾处离开这段代码，无法从所述代码片段中跳转到代码片段外；所述代码片段中的基本运算是完整的，进出所述代码片段时不涉及JVM堆栈中的临时变量。这两个原则都可以通过静态分析JVM指令实现。

根据本发明的一个方面，步骤4中native方法名称是随机的。

根据本发明的一个方面，步骤5中逐条模拟代码片段中的指令包括对访问类、对象等指令使用JNI（JAVA Native Interface JAVA本地调用）模拟；算术和控制转移使用本地代码模拟。

一种保护JAVA可执行程序的装置，具体包括：