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基于程序控制流的静态软件胎记算法研究

计算机应用与软件 2020年第3期37卷 32-37页

作者：赵雅霖雷聚超唐俊勇西安工业大学计算机科学与工程学院陕西西安710021

针对传统SKB软件胎记检测程序抄袭结果不准确的问题,提出一种基于程序控制流的软件胎记方法进行抄袭检测。使用Java程序静态分析的结果作为元信息,通过分析元信息得到字节流指令。分析字节指令流以及程序的控制流结构,并将其中的外部引... 详细信息

针对传统SKB软件胎记检测程序抄袭结果不准确的问题,提出一种基于程序控制流的软件胎记方法进行抄袭检测。使用Java程序静态分析的结果作为元信息,通过分析元信息得到字节流指令。分析字节指令流以及程序的控制流结构,并将其中的外部引用替换为外部控制流结构,以该控制流结构作为软件胎记。使用VF2算法计算两胎记之间的相似度,从而判定两程序之间是否存在抄袭行为。实验结果表明,所提胎记较传统SKB胎记更具可信性。

关键词：软件胎记程序控制流结构 VF2算法相似度抄袭检测

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基于频繁执行路径扩展的软件胎记方法

计算机工程与应用 2012年第36期48卷 80-84,128页

作者：孙光刘钟理湖南财政经济学院信息管理系长沙410205 湖南大学信息科学与工程学院长沙410082

小型程序能提取的频繁执行路径数量少,路径相对较短,程序功能相近时路径相似度高,不适于构造高可信性软件胎记。提出频繁执行路径扩展技术,通过影响分析方法,在SEQUITUR算法输出的DAG图上,查找频繁执行路径上每一节点的影响节点,把这些... 详细信息

小型程序能提取的频繁执行路径数量少,路径相对较短,程序功能相近时路径相似度高,不适于构造高可信性软件胎记。提出频繁执行路径扩展技术,通过影响分析方法,在SEQUITUR算法输出的DAG图上,查找频繁执行路径上每一节点的影响节点,把这些节点加入到路径后,形成扩展频繁执行路径。实验表明,保持扩展频繁执行路径调用关系形成的软件胎记,其可靠性不低于WPP胎记,当程序较小时,可信性高于WPP胎记。

关键词：软件胎记频繁执行路径全局程序路径影响分析

基于系统函数调用频率与指令基本块的软件胎记

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计算机工程 2016年第10期42卷 86-90页

作者：张杏徐江峰李晓阳郑州大学信息工程学院郑州450000

软件胎记作为软件独有的内部属性,常被用来检测不同软件之间的相似度。在研究软件胎记的基础上,提出一种将2种不同粒度级的动态胎记相结合的软件胎记提取方法。该方法以程序执行时调用的系统函数及其频率作为粗粒度级胎记,用户自定义函... 详细信息

软件胎记作为软件独有的内部属性,常被用来检测不同软件之间的相似度。在研究软件胎记的基础上,提出一种将2种不同粒度级的动态胎记相结合的软件胎记提取方法。该方法以程序执行时调用的系统函数及其频率作为粗粒度级胎记,用户自定义函数执行时的指令基本块作为细粒度级胎记,将2种胎记相结合作为软件的最终胎记。仿真实验结果表明,与单一粒度级别的胎记方法相比,该方法提高了软件胎记的可信性和可靠性,具有更强的抗攻击能力。

关键词：软件胎记系统函数基本块相似度可信性可靠性

基于程序属性的Java静态软件胎记技术研究

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基于程序属性的Java静态软件胎记技术研究

作者：谢鑫解放军信息工程大学

学位级别：硕士

软件胎记作为软件中的固有属性,可用来对软件进行疑似盗版判定,从而对软件版权进行保护。本文针对软件胎记技术展开研究,在总结研究现状的基础上,提出了多种软件胎记的描述方法,具体而言,本文的研究成果主要包括以下三个方面: 1)针对k-g... 详细信息

软件胎记作为软件中的固有属性,可用来对软件进行疑似盗版判定,从而对软件版权进行保护。本文针对软件胎记技术展开研究,在总结研究现状的基础上,提出了多种软件胎记的描述方法,具体而言,本文的研究成果主要包括以下三个方面: 1)针对k-gram静态软件胎记鲁棒性不高的问题,从k-gram碎片统计频率出发,计算所有k-gram碎片在不同语义保持变换下的平均变化率,以k-gram指令碎片抵抗语义保持变换强度作为权值来衡量指令碎片的重要程度,提出一种基于加权k-gram静态软件胎记。相比k-gram静态软件胎记和k-gram频率静态软件胎记,该胎记在抵抗语义保持变换攻击的性能上得到了有效地提升,且可信性仅少量降低。对于同种软件不同版本,同一类别不同软件之间的区分性能基本保持稳定。达到了较大幅度提高鲁棒性,少量或不降低可信性的要求。 2)针对基于k-gram思想的系列静态软件胎记对代码重排,冗余代码插入等语义保持变换抵抗程度低的问题,运用数据流分析技术,抽取对变量进行引用或定值的相关指令以及之间的依赖关系,提出一种基于“引用定值链”的静态软件胎记。其在一定程度上反映了程序语义,并对不影响数据流信息的语义保持变换抵抗效果优良。基于方法级别的相似度描述细化了比较粒度,增强了胎记对于模块盗版的检测和定位性能。 3)基于单一程序属性的软件胎记对于程序刻画具有局限性,相似性阈值设定依赖人工经验影响判定结果的准确性。针对这些问题,结合软件综合属性和机器学习分类的思想,提出一种基于多属性综合的静态软件胎记,并运用支持向量机进行分类判别。该研究思路通过从软件不同层次上分析和提取软件属性,对程序进行全面刻画,并通过SVM机器学习方法,克服了相似度比较模型及阈值选择时依赖人工经验的问题。最后,总结本文工作,并对下一步的研究进行了展望。

关键词：软件保护软件胎记加权k-gram 引用定值链支持向量机语义保持变换

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基于行为的软件胎记技术研究

基于行为的软件胎记技术研究

作者：王新澈南京大学

学位级别：硕士

随着软件产业的迅猛发展以及开源项目的日益流行,软件窃取已经严重威胁软件产业的健康发展。为保护软件的知识产权,有学者提出了软件水印技术。软件水印可以用来标识软件的作者、软件的发行商、软件的所有者以及软件的使用者等信息,可... 详细信息

随着软件产业的迅猛发展以及开源项目的日益流行,软件窃取已经严重威胁软件产业的健康发展。为保护软件的知识产权,有学者提出了软件水印技术。软件水印可以用来标识软件的作者、软件的发行商、软件的所有者以及软件的使用者等信息,可以用来鉴别出非法复制和盗用的软件产品。然而,软件水印需要额外嵌入代码,并且很容易被软件混淆和编译器优化所破坏。因此,继软件水印技术之后,软件胎记利用程序的某些特征,可以用来验证软件的来源,防止软件盗版。目前最为先进的软件胎记技术—基于软件动态系统调用依赖关系图(SCDG),根据程序动态运行时的行为特征,捕捉系统调用之间参数的依赖关系,并以此独有的特点作为软件的胎记。这种技术能够检测出程序之间部分拷贝的情况,同时能够较好的躲过已有的混淆技术和无用系统调用(no-ops)的插入攻击。在本文中,我们重点对基于系统调用依赖关系图(SCDG)的软件胎记技术及其混淆技术进行了研究。首先,我们利用Valgrind提供的动态二进制分析框架和对外编程接口,在已有的Hawk工具的基础上,实现了这种基于系统调用依赖关系图的软件胎记的提取。同时我们对比了经典的图-子图匹配算法,选择了更加适合我们实验背景的VF2算法,对得到的软件胎记进行匹配,并利用NetworkX库开发了相应的检查工具。在这些工作的基础上,我们继续分析了这种基于系统调用依赖关系图的软件胎记技术的弱点,提出一种同语义转换的系统调用混淆技术,可以巧妙地躲避已有的检测。我们从系统调用依赖关系图(SCDG)的结构入手,选择在原有的系统调用依赖关系对中插入冗余的系统调用,用一个新的系统调用和两条依赖边替换原来的一条依赖边,以此改变原有的图结构并保证原有的程序功能不变。我们选用已被证实存在复用关系的两个程序对我们的系统调用依赖关系的提取工作进行验证,并且经过我们的检查工具,确实发现存在抄袭。这同时也证明了我们工作的准确性。此外,我们还从有效性和性能两方面,对我们的混淆系统进行了评估。实验证明,我们的混淆方案能够有效破坏原有的软件胎记,达到了很好的混淆目的。并且我们系统的性能损耗很低,且这些开销基本上来自新插入的系统调用。虽然,我们的混淆技术可以用于软件胎记的攻击,但是我们旨在软件保护领域做出新的探索,无意增加新的攻击。我们提出的基于系统调用的混淆技术,也为实现软件多样性提供了新的思路。

关键词：软件抄袭软件胎记系统调用依赖图系统调用混淆

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基于k-gram的动态软件胎记研究

基于k-gram的动态软件胎记研究

作者：拜亚萌湖南工业大学

学位级别：硕士

尊重知识产权是发展知识经济,提高民族自主创新能力的关键。软件产业是知识经济的重要组成部分,但由于软件具有高附加值、易复制、复制成本低等特点,软件盗版猖獗,软件产业备受困扰。软件保护技术研究角度多、实验手段丰富,但现有保护... 详细信息

尊重知识产权是发展知识经济,提高民族自主创新能力的关键。软件产业是知识经济的重要组成部分,但由于软件具有高附加值、易复制、复制成本低等特点,软件盗版猖獗,软件产业备受困扰。软件保护技术研究角度多、实验手段丰富,但现有保护技术以保障软件产品的分发、运行安全、满足分布式需求为主,在抵御盗版方面实际效果差,无突破性进展。根据美国商用软件联盟(BSA,TheBusiness Software Alliance)和国际数据公司(IDC,International DataCorporation)2007年公布的调查报告,2006年在全球PC机上安装的软件35%是非法的,造成直接经济损失390亿美元,与2005年相比,增加了50多亿美元。我国软件盗版现象突出,盗版率高达86%,直接经济损失38.84亿美元,盗版已经严重影响了软件产业的发展。软件胎记是一种新的软件保护技术,通过提取、比较软件固有特征辨别盗版。其证明版权、不限制程序执行的思想,符合软件厂商既保护,又占领市场的策略,很快受到厂商和学术界双方的高度重视。近年来,已提出少量软件胎记算法,对软件胎记技术进行了有益的探索,但还存在不少问题需要深入研究。基于k-gram文本分析技术,本文提出一种新的动态软件胎记方案。方案首先对特定输入下的程序执行轨迹进行切片,得到能反应程序动态行为的指令序列,然后通过k-gram方法,将上述中间码指令序列划分成以k为单位的指令子序列集合,最后计算每一个子序列的hash值,将此hash值集合作为胎记。为评估本胎记性能,本文对胎记的可信性和可靠性分别进行了测试。实验结果表明,动态k-gram胎记在保持静态k-gram胎记高可信性的同时,可靠性也明显提高。基于k-gram的动态软件胎记,是指令级软件胎记技术的有益探索,具有较好的研究价值。

关键词：软件保护软件胎记 k-gram 程序切片

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基于互信息的k-gram软件胎记选取

计算机工程 2012年第22期38卷 43-46页

作者：马世鑫刘粉林罗向阳芦斌信息工程大学网络工程系郑州450003

现有软件胎记系统仅对程序属性进行粗略选取,导致系统性能不理想。为此,提出一种基于互信息的k-gram软件胎记选取算法。构建受保护软件的变体软件以及功能相似的软件组成的软件集合,利用互信息衡量k-gram碎片与受保护软件变体类别的相关... 详细信息

现有软件胎记系统仅对程序属性进行粗略选取,导致系统性能不理想。为此,提出一种基于互信息的k-gram软件胎记选取算法。构建受保护软件的变体软件以及功能相似的软件组成的软件集合,利用互信息衡量k-gram碎片与受保护软件变体类别的相关性,以此作为胎记选取的效用指标,筛选出与受保护软件关联度高、不容易受到语义保持变换影响的碎片,获取有效的k-gram胎记。实验结果表明,该算法具有较好的可信度、性抗攻击能力,以及较高的盗版检测效率。

关键词：软件胎记代码识别软件保护软件分析互信息

基于系统调用和程序数据依赖的软件胎记的研究

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基于系统调用和程序数据依赖的软件胎记的研究

作者：刘凯歌南京大学

学位级别：硕士

随着软件技术和开源项目的飞速发展,软件剽窃行为越发的影响了软件产业的健康发展,给许多软件生产商带来了巨大的经济损失。在严峻的形势下,人们对软件知识产权的保护意识也越来越强,对阻止软件剽窃行为的需求也越来越迫切。与此同时,... 详细信息

随着软件技术和开源项目的飞速发展,软件剽窃行为越发的影响了软件产业的健康发展,给许多软件生产商带来了巨大的经济损失。在严峻的形势下,人们对软件知识产权的保护意识也越来越强,对阻止软件剽窃行为的需求也越来越迫切。与此同时,软件抄袭者仍在不断的发展用于隐藏抄袭行为的技术,这极大的增加了防御软件剽窃的难度。能够准确可靠的防御软件剽窃行为的技术亟待发展。目前防御软件剽窃的技术主要包括:软件加密、软件水印、代码混淆和软件胎记。其中软件胎记具有较好的抄袭检测性能及应用前景。迄今为止,已经有多种类型的软件胎记被提出,如Java程序软件胎记、WPP软件胎记、基于k-gram的软件胎记、基于API的软件胎记、基于系统调用的软件胎记。综合分析各种软件胎记的准确性、抗干扰性和适用范围,其中基于系统调用的软件胎记具有最佳的表现。然而它仍然存在着一些不足,如无法检测算法抄袭、误报率高等。为了解决上述问题,我们提出了基于系统调用和程序数据依赖的软件胎记。本文提出了基于系统调用和程序数据依赖的软件胎记(SCDG-DDGB),它在基于系统调用的软件胎记基础上进行改进,将系统调用和程序数据结合起来作为识别程序的特征。定义了程序数据及程序数据之间的依赖关系,并且定义了程序数据依赖图用于描述程序数据之间的依赖关系。通过将系统调用依赖图和程序数据依赖图结合起来,定义出了基于系统调用和程序数据依赖的软件胎记。此外,实现了从可执行文件中抽取该软件胎记的系统,并改进了用于比较软件胎记的算法。最后用实验证明了该软件胎记能够对算法抄袭进行检测,具有较高的可靠性,同时对于主流的混淆工具也有较高的抵抗能力,也能够降低检测的误报率。

关键词：软件胎记 DDG SCDG-DDGB 动态分析软件知识产权

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基于双粒度的动态软件胎记研究

基于双粒度的动态软件胎记研究

作者：张杏郑州大学

学位级别：硕士

随着现今盗版软件的肆意传播,软件版权信息保护已成为软件保护技术研究的一个重要方向。软件胎记技术成为继软件水印技术之后又一项可以证明软件版权信息的技术。与水印技术不同的是,软件胎记技术是提取出软件自身固有的唯一属性来证明... 详细信息

随着现今盗版软件的肆意传播,软件版权信息保护已成为软件保护技术研究的一个重要方向。软件胎记技术成为继软件水印技术之后又一项可以证明软件版权信息的技术。与水印技术不同的是,软件胎记技术是提取出软件自身固有的唯一属性来证明版权信息。它不需要向软件中嵌入额外的信息,不会改变软件的大小,它提取的属性具有固有性、唯一性的特点。本文总结分析了国内外现有软件胎记的提取算法和相似度计算方法,针对现有胎记都注重单一粒度属性或者静态多属性的研究现状,提出了一种基于函数级别和指令级别的双粒度动态软件胎记。首先,本文在k-gram指令序列动态胎记的基础上提出了基于指令基本块的动态软件胎记,该胎记不依赖于人为设置的滑动窗口k的大小,而是依据现有的基本块的规则来确定指令碎片的大小。按照规则得到的块是一个单元,它包含的指令条数是不同的,但是代表了程序的语义。该指令级别的胎记作为细粒度胎记。其次,本文提出了基于系统函数调用频率的动态胎记,该胎记作为粗粒度胎记。将两种粒度级别的胎记相结合构成了本文的双粒度动态胎记,两种胎记相似度的均值作为双粒度胎记的相似度值。最后,本文利用Pin插桩工具在VS2010下对提出的双粒度胎记算法进行了实验仿真。由于动态胎记与输入有很大关系,为了确保实验结果的稳定性,本文实验均在多次输入下进行,实验结果表明该胎记具有很高的可靠性和可信性,性能较现有算法也有所提高。

关键词：软件胎记盗版检测相似度系统函数指令基本块