软件保护中的关键问题研究

论文摘要

本文围绕软件保护中涉及到的软件版权归属检测、控制软件的非法复制和传播以及软件水印技术等问题从以下几个方面展开研究。（1）设计了一种新颖的动态分配软件许可权的协议SRMP（Software Right Management Protocol）。该协议将软件副本和核心代码分离,联合考虑核心代码、运行环境以及版权状态,有效地实现了安全注册、迁移及二次分发。通过加密、认证和数字签名等技术有效地保证了在网络环境中协议交互的数据安全和完整性;联机服务器动态注册核心代码,实现了动态分配软件许可权,解决了硬盘克隆攻击。在该协议之上引进了“伴机卡”,提出了基于伴机卡的SRMPC方案,将许可证与专用的伴机卡绑定,使得软件只能在带有伴机卡的机器上使用,有效地保证软件的合法使用,提高了可操作性和易用性,防止非法复制;突破了传统的“一软件一卡”的应用模式,提出了“一机一卡”的模式,有效地改善了网络负载情况,为保障在版权意义下的动态授权机制提供了一种全新的视野。（2）设计了应用于版权归属检测的软件版权管理协议ROISRMP（Rights Ownership Identification SRMP）。该协议以软件水印、软件指纹等信息隐藏技术为手段,根据应用软件的特征选择合适的水印算法,把作者、版权管理机构、加载验证中心和购买者等有关实体的ID、软件作品的消息摘要和水印ID及其密钥作为水印信息,利用加密、签名和认证等密码学技术,有效实现了被保护软件的版权归属事后确认。（3）提出了一种基于Shamir门限与分支结构的动态软件水印方案。该方案通过Shamir门限策略将水印信息分解为一组值,分组加密该组值,结合密码表生成一组分存值,采用自同构映射和校验码机制使各分存值之间形成一个具有相互验证和作用的“环结构”,根据分支结构的动态行为把该组分存值嵌入到程序的不同方法中。该方案有效地抵抗了大多数语义保持变换攻击,并可根据部分水印信息恢复原始水印。仿真结果表明与其它方案比较,该方法具有较好的鲁棒性及隐蔽性等特点。（4）详细分析了当前动态图水印（DGW）系统采用的主要拓扑结构的特性,建立了一种具有较好数据率特性的二维增强型PPCT拓扑结构TIPPCT（Two-dimensional Intensify PPCT）;构造出了多维增强型PPCT结构模型MIPPCT（Multi-dimensional Intensify PPCT）,论述了维度n、叶节点个数m、Catalan索引数c对模型的影响,证明了在叶节点数相同情况下,MIPPCT的数据率将随着其维度n的增大而不断增大并趋近于某个极限值,并给出了该极限值。进一步指出,存在这样的二维区域HArea,当m、n取值在HArea中时,动态图水印系统具有较高的整体性能。（5）基于PPCT结构的CLOC编码和常量防篡改技术,提出了一种新颖的防篡改软件水印方案:利用水印的分存值构造一种多对一的函数,将函数结果编码为常量值,以不透明谓词的参数形式分布在整个程序中,使水印分存值之间具有一定的关联性;一旦程序中某一个或一些水印分存值遭到破坏就会被感知,整个程序便无法正常运行,有效地提高了水印的防篡改能力。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 1.1 DRM 系统
• 1.1.1 功能模型
• 1.1.2 体系结构
• 1.1.3 相关工作
• 1.2 软件版权保护
• 1.2.1 软件盗版
• 1.2.2 软件保护技术
• 1.3 软件水印技术
• 1.3.1 软件水印分类
• 1.3.2 软件水印攻击方法
• 1.3.3 软件水印发展状况
• 1.4 本文的工作和意义
• 第二章 动态软件版权保护协议
• 2.1 认证协议的体系结构
• 2.2 认证协议的描述
• 2.2.1 角色和符号描述
• 2.2.2 软件许可证注册子协议（SLRP）
• 2.2.3 软件的运行
• 2.2.4 软件许可证迁移子协议（SLMP）
• 2.2.5 软件许可证的二次分发（SLDP）
• 2.3 协议分析
• 2.4 协议实现
• 2.5 伴机卡提出
• 2.5.1 伴机卡工作机理
• 2.5.2 伴机卡的组成
• C 协议'>2.5.3 SRMP_C协议
• 2.5.4 伴机卡技术
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于软件水印的版权归属检测协议
• 3.1 软件水印技术
• 3.1.1 软件水印用途
• 3.1.2 软件水印设计要求
• SRMP）'>3.2 版权归属检测协议（ROI_SRMP）
• SRMP 符号约定'>3.2.1 ROI_SRMP 符号约定
• SRMP 协议思想'>3.2.2 ROI_SRMP 协议思想
• SRMP 协议描述'>3.2.3 ROI_SRMP 协议描述
• 3.3 协议分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于门限方案的动态软件水印方案
• 4.1 STBDW 的组成结构
• 4.2 STBDW 的工作原理
• 4.2.1 水印预处理
• 4.2.2 跟踪
• 4.2.3 水印嵌入
• 4.2.4 水印识别
• 4.3 算法分析
• 4.4 方案架构
• 4.4.1 水印信息预处理
• 4.4.2 水印嵌入和提取
• 4.5 本章小结
• 第五章 一种改良的动态图水印结构
• 5.1 动态图水印
• 5.2 典型DGW 的特性分析
• 5.3 TIPPCT 结构及其特性分析
• 5.4 MIPPCT 结构模型
• 5.5 MIPPCT 树的特性分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 基于常量编码的防篡改软件水印技术
• 6.1 动态图水印
• 6.2 防篡改算法
• 6.2.1 分裂水印
• 6.2.2 基于H 函数的常量防篡改
• 6.3 实验分析
• 6.3.1 信息隐藏量
• 6.3.2 隐蔽性
• 6.3.3 抗攻击性
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
• 致谢
• 学位论文摘要
• Abstract