数据安全管理系统加壳技术研究与实现

论文摘要

在军队院校和部队内部网络中,人们以移动存储介质为载体进行内部信息与外部信息的交换日趋频繁,可能导致内部重要信息随存储设备外泄。随着“数据安全管理系统”的出现,统一规范移动存储介质设备的管理,阻止内部重要信息的外泄,保证内部重要信息的安全。但是,如果“数据安全管理系统”本身不采取必要的技术手段进行安全保护,有可能受到攻击者的反编译分析、攻击或篡改,从而丧失数据保护能力。本选题针对“数据安全管理系统”软件本身的特点,采用多种软件安全保护技术,包括新设计的加壳技术,解决“数据安全管理系统”易受攻击者反编译分析、攻击或篡改的问题。本文首先简单介绍了国内外相关技术的研究现状和课题的实践意义。其次从软件分析技术方面,介绍了静态、动态及逆向工程分析技术,从汇编和编译角度分析了软件容易受到的常见攻击,并介绍了反静态分析,反动态分析和反逆向工程技术的常用方法和手段,为课题实现提供了理论基础。之后对软件加壳技术进行了分析,从PE相关技术、PE文件加壳原理及其它软件保护技术方面进行了详细的研究,为课题实现提供了重要的理论知识和技术基础。然后基于硬件加密思想,研究和设计了基于智能加密狗的加壳方案,主要分析了智能加密狗在加壳中的应用,关键代码的加密与存储,既区别于智能加密狗单独对可执行软件的保护,又区别于传统加壳保护方案,在软件加壳保护方面是一个创新。最后课题采用了压缩加密方法进行了加壳实现,对ZIP和LZO压缩和解压效率进行了比较,并用错位变换的方法对关键代码进行了加密;紧接着在分析加载器代码的基础上,对加壳后可能受到的常见攻击进行了反软件分析技术实现。本课题实现了一个完整的压缩加密壳,并成功地用于对“数据安全管理系统”进行保护。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题来源与背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题实践意义
• 1.4 课题主要工作
• 1.5 论文结构
• 第二章 软件分析技术
• 2.1 静态分析技术
• 2.1.1 静态分析技术
• 2.1.2 反静态分析技术
• 2.2 动态分析技术
• 2.2.1 动态分析技术
• 2.2.2 反动态分析技术
• 2.3 逆向工程技术
• 2.3.1 逆向工程技术
• 2.3.2 反逆向工程技术
• 2.4 本章小结
• 第三章 软件加壳技术分析
• 3.1 PE相关技术
• 3.1.1 PE文件结构
• 3.1.2 PE文件格式
• 3.1.3 输入表工作原理
• 3.2 PE文件加壳原理
• 3.3 其它软件保护技术
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于加密狗的加壳设计
• 4.1 加密狗应用分析
• 4.1.1 加密狗工作原理
• 4.1.2 加密狗认证方式
• 4.2 基于加密狗加壳设计思想
• 4.2.1 需求分析
• 4.2.2 设计分析
• 4.3 加密狗对外壳和原程序的加壳保护
• 4.3.1 加密狗的选择
• 4.3.2 加壳设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 加壳实现
• 5.1 加壳设计与实现
• 5.1.1 加壳设计
• 5.1.2 加壳实现
• 5.1.3 定位输入表
• 5.2 加壳压缩算法
• 5.2.1 LZO算法介绍
• 5.2.2 LZO算法实现
• 5.3 加壳加解密算法
• 5.3.1 数据项的保护
• 5.3.2 加密函数实现
• 5.3.3 解密函数实现
• 5.4 本章小结
• 第六章 反软件分析技术实现
• 6.1 反静态分析技术实现
• 6.1.1 EP对加载器代码的处理过程
• 6.1.2 加载器代码执行过程
• 6.1.3 花指令分析
• 6.2 反动态分析技术实现
• 6.2.1 反调试
• 6.2.2 结构化异常处理
• 6.3 反逆向工程技术实现
• 6.3.1 反转储
• 6.3.2 CRC保护
• 6.4 本章小结
• 第七章 课题总结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果
• 附录A 压缩函数关键代码
• 附录B 解压函数关键代码