[发明专利]基于操作码替换与合并的Python脚本程序防逆转方法

摘要

本发明公开了一种基于操作码替换与合并的Python脚本程序防逆转方法，包括：1分析Python解释器、虚拟机中操作码的生成和执行逻辑；2更改操作码映射(opcode.h)单元；3分析编译生成的字节码文件中操作码序列中的基本块信息；4定义新的操作码；5更改窥孔优化(peephole.h)单元，对处于同一个基本块中的两个(或者两个以上的)操作码进行合并为一个新的操作码；6更改虚拟机(ceval.h)单元，以支持对新操作码的解释执行；7Python虚拟机判定操作码值，从操作码值得知是替换与合并之后的操作码，采用对应的解释过程对其进行解释执行；8Python脚本程序正常执行。

主权项

1.一种基于操作码替换与合并的Python脚本程序防逆转方法，是应用于Python源码文件中，所述Python源码文件中包含opcode.h文件、peephole.c文件和ceval.c文件：所述操作码为所述opcode.h文件中的n个自然数；所述n个自然数分别对应于n个虚拟机操作；定义所述n个虚拟机操作的集合为：OP＝{op1,op2,…,opi,…,opn}，opi表示第i个虚拟机操作；定义所述n个操作码的集合为CODE＝{code1,code2,…,codei,…,coden}，codei表示第i个操作码，且第i个虚拟机操作opi对应于第i个操作码codei；所述n个操作码分为带参数的操作码和不带参数的操作码，假设所有不带参数的操作码为前a个操作码，即{code1,code2,…,codea}；所有带参数的操作码为剩余n‑a个操作码，即{codea+1,codea+2,…,coden}，1≤i≤n；定义操作码序列S是一串由m个操作码和k个参数组成的序列；定义基本块为所述操作码序列S中若干个顺序执行的操作码所构成的子序列；定义所述操作码序列S的基本块信息BS是一个长度为m的序列；所述基本块信息BS中的每个元素与所述操作码序列S中的m个操作码一一对应，所述基本块信息BS中的每个元素值为其对应的操作码在所述操作码序列S中的基本块序号；其特征是，所述Python脚本程序防逆转方法是按如下步骤进行：步骤1、替换操作；步骤1.1、在所述前a个操作码{code1,code2,…,codea}中去除和“SLICE”相关的操作码后，将剩余的操作码的顺序进行随机交换，得到所有不带参数的操作码的新子集sub1；所述和“SLICE”相关的操作码有SLICE、STORE_SLICE、DELETE_SLICE对应的操作码值；步骤1.2、在所述剩余n‑a个带参数的操作码{codea+1,codea+2,…,coden}中去除和“FUNCTION”相关的操作码后，将剩余的操作码的顺序进行随机交换，得到所有带参数的操作码的新子集sub2；所述和“FUNCTION”相关的操作码有CALL_FUNCTION、MAKE_FUNCTION、CALL_FUNCTION_VAR、CALL_FUNCTION_KW、CALL_FUNCTION_VAR_KW对应的操作码值；步骤1.3、由所有不带参数的操作码的新子集sub1和所有带参数的操作码的新子集sub2构成操作码替换的集合，记为CODE′＝{code′1,code′2,…,code′i,…,code′n}，code′i表示第i个操作的替换码，所述操作码替换的集合CODE′中至少存在一个元素不属于所述n个操作码的集合CODE；步骤1.4、在所述opcode.h文件中利用所述操作码替换的集合CODE′替换所述n个操作码的集合CODE；步骤2、合并操作步骤2.1、从字节码文件中提取所述操作码序列S和基本块信息BS并进行分析，得到操作码对在所述字节码文件中出现频率的降序排序；步骤2.2、选取排序为前W个的操作码对，将前W个的操作码对中每一个操作码对(codei,codej)进行合并，形成一个新的操作码codei+j；1≤i≠j≤n；步骤2.2.1、在所述opcode.h文件添加所述前W个的操作码对的定义和语义信息；步骤2.2.2、在所述peephole.c文件中添加对所述前W个的操作码的合并过程；步骤2.2.3、在所述ceval.c文件中添加对所述前W个的操作码的解释过程；步骤3、利用gcc重新编译经上述步骤1‑步骤2形成的新的Python源码文件，生成新的Python脚本运行环境new_python，作为Python脚本程序的防逆转环境。