對(duì)單片機(jī)及其程序的運(yùn)行上加密解析方案

眾所周知, 有一些公司或個(gè)人專(zhuān)門(mén)做單片機(jī)的解密服務(wù)，另外，單片機(jī)的指令不論怎樣加密最終它還要在明文的方式下才能運(yùn)行, 而且解密者可以使用單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)單步調(diào)試ROM中的程序。當(dāng)解密者了解了指令的運(yùn)行過(guò)程之后, 也就獲得了加密的程序, 如某些智能計(jì)價(jià)器的運(yùn)算方法等，通過(guò)修改程序并仿制新的ROM芯片, 就可以達(dá)到解密的目的。因此,對(duì)單片機(jī)的加密還要在程序的運(yùn)行上進(jìn)行加密處理, 也就是程序的動(dòng)態(tài)加密措施。

1 程序的動(dòng)態(tài)解碼

動(dòng)態(tài)解碼是對(duì)加密程序的指令或數(shù)據(jù)代碼進(jìn)行動(dòng)態(tài)恢復(fù)。在程序運(yùn)行時(shí), 有一段指令是專(zhuān)門(mén)對(duì)某一區(qū)域的指令或數(shù)據(jù)代碼解密, 而且當(dāng)解密后的代碼使用完畢, 還要將其重新加密, 使存儲(chǔ)器中不存在完整的程序代碼。這種方法對(duì)防程序的靜態(tài)分析很有效, 因?yàn)閺募用艹绦虻那鍐紊虾茈y看出程序的真實(shí)面目。然而,在程序的反跟蹤方面, 動(dòng)態(tài)解碼又有其獨(dú)到之處, 在阻止帶斷點(diǎn)調(diào)試跟蹤方面, 由于程序在執(zhí)行之前是以密文方式出現(xiàn)的, 解密者很難確定斷點(diǎn)設(shè)置的位置, 稍有不慎就會(huì)因解密失敗造成系統(tǒng)的破壞(電擦除EPROM中的數(shù)據(jù))。下面是程序動(dòng)態(tài)解碼的具體例子:

……

SUB1: ADD A,#94H ;虛設(shè)的程序段

XRL 54H,#13H

……

MOV R0,#20H

MOV R1,#5

MOV R2,#55H

MOV DPTR,#SUB1

MOV A,#00H

LOOP1: PUSH A

MOVC A,@A+DPTR

XRL A,R2 ;異或運(yùn)算

MOV @R0,A ;存入實(shí)際數(shù)據(jù)

POP A

INC A

INC R0

DJNZ R1,LOOP1

……

該程序是將RAM地址為20H開(kāi)始的數(shù)據(jù)組(設(shè)有5個(gè))進(jìn)行動(dòng)態(tài)變換, 因?yàn)槌跏嫉臄?shù)據(jù)組是密碼形式的, 它需要在程序運(yùn)行中改變，在程序的其他段中要使用改變后的數(shù)據(jù)。這里是用SUB1程序段中的指令代碼(代碼為：24H，94H，63H，54H，13H)與55H進(jìn)行動(dòng)態(tài)解碼，數(shù)據(jù)55H是加密數(shù)據(jù)，它異或指令代碼后得到正確的數(shù)據(jù)存入20H開(kāi)始的單元中(結(jié)果為：71H，C1H，36H，01H，46H)。為了說(shuō)明動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)解碼過(guò)程, 這個(gè)例子比較簡(jiǎn)單, 實(shí)際在轉(zhuǎn)入該程序段時(shí), 可以由某些運(yùn)算生成數(shù)據(jù)單元地址, 以增強(qiáng)程序的抗分析能力。

2 程序段防修改

在加密程序中, 所設(shè)置的障礙不會(huì)只有一處。為了使加密措施完善, 在一些關(guān)鍵地方程序的前后呼應(yīng)是反破譯的有效方法。解密者為了一些目的, 必然要修改某段程序指令;而程序段防修改就是針對(duì)這種解密方法所采用的技術(shù)手段。為了達(dá)到加密程序的完整性, 可以在程序的關(guān)鍵處取指令或數(shù)據(jù)代碼參加某種運(yùn)算, 其結(jié)果作為判斷程序是否被變動(dòng)的依據(jù)。下面是程序防修改的程序段: