[发明专利]基于ARM指令虚拟化的ELF文件保护方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及安全技术领域，特别涉及基于ARM指令虚拟化的ELF文件保 护方法及系统。

背景技术

安卓(Android)是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主 要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由Google公司和开放手机联盟 领导及开发。安卓平台发展迅速，已经逐渐成为了移动终端的最普及的操作 系统，尤其是安卓平台已经深入到了各个领域，包括金融设备这种对安全性 要求更高的产品。与其他终端操作系统相比，开放式的安卓系统为应用开发 者提供了更多的功能接口，这些功能接口在提高了系统的可扩展性，但同时 也为恶意软件提供了便利。针对安卓系统的木马等恶意软件可以通过伪装的 方式保存在安卓安装包中，骗取用户安装并授予一定的权限，之后通过滥用 权限在后台执行一些特定行为，包括窃取用户隐私、骗取资费等行为；不仅 如此，对于一些正常的安卓系统应用，也存在通过非法拷贝、逆向工程、反 编译、调试、破解、二次打包、内存截取等手段来威胁安卓系统的安全，不 仅危害了使用者，也给正常应用开发者造成严重的损害。

目前市面上针对APK(AndroidPackage的缩写，即Android安装包)的 保护主要是基于dex(DalvikVMExecutes的简称，即AndroidDalvik执行 程序)。目前公开的有梆梆、爱加密、ApkProtect等。另一方面，Android 平台的共享链接库文件，其扩展名为.so，因此也叫SO文件，采用ELF格式 (ExecutableandLinkableFormat：一种用于二进制文件、可执行文件、目 标代码、共享库和核心转储的标准文件格式)。针对ELF格式的文件的保护就 相对较弱。现有对于ELF文件大多是采用linker方式或者upx(Ultimate PackerforeXecutables:可执行程序文件压缩器)方式，采用upx保护 odex(APK中提取出来的可运行文件，即将APK中的classes.dex文件通过dex 优化过程将其优化生成一个dex文件单独存放)转换程序。即通过加壳来进行 保护。加壳的程序可以有效阻止对程序的反汇编分析，以保护软件版权，防 止被软件破解。但是，破解者只需要用upx源代码稍作修改就可以脱壳此程 序，其保护力度不够。也有采用猥琐代码来给破解者增加一定的复杂度的方 式，即对函数名和字符串加密，并且将loader实现原理从java层全部移到 jni(JavaNativeInterface：Java本地调用)实现，但是loader包和原包 完全分离，原包仅为加密文件，可轻易实现内存dump(获取内存信息)。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于ARM(AdvancedRISCMachine： 高级精简指令机)指令虚拟化的ELF文件保护方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于ARM指令虚拟化的ELF文件保 护方法，包括：将原始函数指令转换成字节码；保存原始函数的寄存器以及 堆栈信息，增加跳转指令，并删除其余指令；跳转至解释引擎以对字节码进 行解释。

在一些实施方式中，原始函数指令可被分为多个虚拟化小指令并转换为 相应的字节码，所述解释引擎可包括多个子解释单元以对多个虚拟化小指令 相应的字节码进行解释。

其有益效果是，原始函数指令多种多样，组织形式也千变万化，解释引 擎难以针对每一种具体情况都进行翻译解释。因此，通过对所有可能遇到的 指令先进行归类，然后分解为若干简单的虚拟小指令，就可以将这些虚拟小 指令交给各个专门的子解释单元去处理，各个子解释单元配合协调完成对整 个指令的解释。实施更为简单灵活。

在一些实施方式中，对字节码进行解释采用基于堆栈的虚拟机架构体系。

其有益效果是，基于堆栈的虚拟机架构体系，这种结构的虚拟机体系没 有临时变量、寄存器的概念，所有的内容都放入堆栈中，需要频繁的操作堆 栈，由于指令中不需要指定操作数，所以其指令相对简单，指令系统简洁， 复用性高。

根据本发明的另一个方面，基于ARM指令虚拟化的ELF文件保护系统包 括：转换单元，将原始函数指令转换成字节码，保存原始函数的跳转指令， 寄存器以及堆栈信息，并删除其余指令；跳转单元，执行跳转指令；解释引 擎，根据预设的字节码语义对执行所述跳转指令后传入的字节码进行解释。