一种具有时间多样性的虚拟机软件保护方法

来源：软件学报杂志2015年第6期北京时间：

作者：房鼎益,赵媛,王怀军,顾元祥,许广莲

单位：房鼎益，西北大学 信息科学与技术学院, 陕西 西安 710127;西北大学-爱迪德信息安全联合实验室, 陕西 西安 71012711,赵媛，西北大学 信息科学与技术学院, 陕西 西安 710127;西北大学-爱迪德信息安全联合实验室, 陕西 西安 71012702,王怀军，西北大学-爱迪德信息安全联合实验室, 陕西 西安 710127;西安理工大学 计算机科学与工程学院, 陕西 西安 71004803,顾元祥，西北大学-爱迪德信息安全联合实验室, 陕西 西安 710127;爱迪德技术(北京)有限公司, 北京 10012504,许广莲，西北大学 信息科学与技术学院, 陕西 西安 710127;西北大学-爱迪德信息安全联合实验室, 陕西 西安 71012705

摘要：软件核心算法防逆向保护,是软件研发乃至软件产业发展的迫切需求,也是当前软件安全研究领域的热点之一.虚拟机软件保护作为一种保护强度高、商业应用广的技术,已被用于软件核心算法保护,并在很大程度上能够抵御攻击者的逆向分析.但这种保护方法难以抵御累积攻击,无法提供更加持久的保护.时间多样性是指一个软件在不同时间被执行时,执行路径不同,主要用于抵御累积攻击.将时间多样性与虚拟机软件保护相结合,提出了一种具有时间多样性的虚拟机软件保护方法,称为TDVMP.在TDVMP中,通过构造多条相异的执行路径,使得被保护软件在不同次执行时,能够动态选取不同执行路径,从而极大地增加了攻击者进行累积的核心算法逆向分析攻击的难度.同时,对于TDVMP设计中的关键问题,比如多执行路径的构造与选择等进行了详细讨论.此外,提出了时间多样性保护效果的评价指标,并给出了其度量及计算方法.以所实现的原型系统为基础,通过一组具有一定实用价值的实例,对所提出的方法进行了测试、实验.结果表明,TDVMP对于软件核心算法防逆向保护是有效且实用的.

关键词：时间多样性;虚拟机软件保护;累积攻击;执行路径差异

基金资助：国家自然科学基金(61070176, 61170218, 61272461); 教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20106101110018); 陕西省科技攻关计划(2011K06-07)