Низкоуровневый анализ машинного кода. Для студентов технических специальностей

Функция контролируемого копирования, недавно включенная в стандарт AACS, позволяет создавать резервные копии на Blu-ray и DVD-дисках, в виде файлов, совместимых с DRM компании Microsoft, а также делать копии более низкого качества для портативных видеоплееров. Технология доступна только в сравнительно новых видеопроигрывателях и требует подключения к Интернет для учёта количества копий данного диска.

В настоящее время AACS взломана не полностью. В декабре 2006 года хакеры опубликовали в Интернете ключи к защищённому с помощью AACS содержимому HD DVD. После того, как были аннулированы взломанные ключи, постоянно публиковались новые. 16 апреля 2007 ключи плееров WinDVD и PowerDVD были отозваны, поскольку они ранее были опубликованы в Интернете, а соответствующие программы обновлены, однако вскоре в Сети появились новые, до сих пор действующие ключи. Также был произведен аппаратный взлом привода HD DVD, используемого с Xbox 360, для частичного обхода защиты, позволяющего осуществить взлом без использования ключей устройств.

Предотвращение перехвата аудио- и видеопотока.

Интерфейсы DVI и HDMI поддерживают технологию High-bandwidth Digital Content Protection (HDCP) – защита широкополосного цифрового содержимого, которая использует шифрование при передаче сигнала между видеопроигрывателем и монитором/телевизором для предотвращения перехвата видеопотока (например man-in-the-middle), а также позволяет осуществлять вывод только на сертифицированные устройства. Однако оказалось, что эта технология обладает низкой криптостойкостью и может быть взломана.

Компания Microsoft включила в свою операционную систему Windows Vista технологию Protected Media Path, позволяющую шифровать информацию, передаваемую видеокарте или монитору, а также запрещать воспроизведение, если запущены программы без цифровой подписи.

Телевизионные программы

Для защиты телепрограмм, передаваемых по телевидению высокой чёткости, предусматривается наличие флага передачи, позволяющего определить, разрешена ли запись. Эта концепция была разработана компанией Fox Broadcasting в 2001 году и была поддержана MPAA и Федеральным Агентством по связи (ФАС) США. Однако в мае 2005 года Апелляционный Суд США постановил, что ФАС не обладает достаточной властью для наложения подобных ограничений на телеиндустрию в США.

Куда большего успеха эта система добилась, когда была принята Проектом Цифрового Видео Вещания – консорциумом, включающим более 250 вещателей, производителей, операторов сети, разработчиков программного обеспечения и управляющих органов в более чем 35 странах. Этот консорциум пытался разработать новые цифровые стандарты для DRM в телевещании. Одним из наиболее перспективных стандартов является вариант с улучшенным флагом передачи, разработанный для европейского телевидения DVB-Content Protection and Copy Management (DVB-CPCM). Этот стандарт был предоставлен на рассмотрение европейским правительствам в 2007 году. Все нормативные части на данный момент уже одобрены для публикации Руководящим Советом DVB и будут опубликованы ETSI как официальный европейский стандарт ETSI TS 102 825-X (X – номер подразделения). На сегодняшний день ещё никто не взял на себя обеспечения Совместимости и Надёжности для данного стандарта, однако разработки в данном направлении ведутся многими компаниями, что не позволяет сегодня внедрить эту систему повсеместно.

В США поставщиками кабельного телевидения используется стандарт CableCard, ограничивающий доступ пользователя только теми услугами, на которые он подписан.

4.3 Текст, документы и электронные книги

Управление цифровыми правами на предприятии – это применение технологий DRM для управления доступом к корпоративным документам (файлы Microsoft Word, PDF, AutoCAD, электронные письма, страницы внутренней сети интранет). Эти технологии, более известные как Управление Информационными Правами, в основном используются для предотвращения несанкционированного использования документов, являющихся интеллектуальной собственностью предприятия, например, в целях промышленного шпионажа или случайной утечки информации. Обычно эта система встроена в программное обеспечение системы управления содержимым, однако некоторые корпорации такие как Samsung Electronics разрабатывают свои собственные системы DRM.

Электронные книги, предназначенные для чтения на ПК, мобильных устройствах или в специальных приложениях, обычно используют DRM с целью ограничить копирование, печать или выкладывание книг в общий доступ. Обычно такие книги ограничены количеством устройств, на которых их можно прочесть, а некоторые издатели вообще запрещают любое копирование или печать. Некоторые компании и обозреватели считают, что наличие DRM создаёт множество проблем для издания книг.

На сегодняшний день в мире наибольшее распространение получили пять основных форматов электронных книг: Mobipocket, KF8, Topaz, ePub и PDF. Также существует четыре основных DRM-схемы для электронных книг, по одной от Amazon, Adobe, Apple и Martin Trust Management Organization (MTMO):

– DRM от Amazon является адаптацией изначальной кодировки Mobipocket, и используется в электронных книгах от Amazon, которые поддерживаются программой Amazon Kindle, форматы Mobipocket, KF8 и Topaz.

– DRM Adept от корпорации Adobe применяется к ePub и PDF, причём читать книги могут различные программы от сторонних разработчиков, а не только программное обеспечение от Adobe. Формат Adobe PDF поддерживает различные методы защиты содержимого: Полное криптостойкое шифрование документа, требующее ввод пароля для любых операций с документом, включая открытие и просмотр; защита документа, определяющая, возможно ли копирование, извлечение текста, печать или изменение документа. Хотя стандарт ISO требует, чтобы все программы просмотра PDF следовали установленным ограничениям, например, Okular имеет опцию, которая позволяет игнорировать ограничения в просматриваемых файлах; Adobe DRM – технология защиты, используемая в Adobe Reader версии 6.0 и выше. Используется в различных книжных интернет-магазинах, поддерживает привязку возможности просмотра к компьютеру пользователя или другому устройству (например, КПК или электронной книге), позволяет ограниченное количество раз копировать документ с одного устройства на другое авторизованное в Adobe Content Server, позволяет запретить извлечение текста и печать документа, а также ограничить срок, в течение которого возможен доступ к документу.

– DRM FairPlay от Apple Inc. Она применяется к формату ePub, причём прочитать такие файлы могут только устройства Apple с помощью приложения iBook.

– DRM Marlin была создана и поддерживается в открытой отраслевой группе Marlin Developer Community (MDC), основанной компаниями Intertrust, Panasonic, Philips, Samsung и Sony. Эта схема лицензирована MTMO.

Популярный в России открытый формат электронных книг FictionBook не поддерживает DRM.

4.4 Видео игры

DRM в компьютерных играх используется для различных целей, но в целом все схемы направлены на защиту от копирования и распространения пиратских копий игр. Зачастую при запуске таких игр необходимо вставить диск с игрой в оптический привод, при этом проверяются низкоуровневые особенности лицензионных CD и DVD-дисков, которые невозможно воспроизвести при копировании в домашних условиях. Также подобные системы DRM часто устанавливают в систему драйвер для защиты от эмуляторов дисководов, а иногда требуют регистрации через Интернет.

Игровые приставки, такие, как Xbox 360, Xbox One, PlayStation 3 и Playstation 4, также содержат систему проверки диска на лицензионность.

Активация для ограничения количества установок

В некоторых компьютерных играх DRM-защита используется для ограничения числа систем, на которых можно устанавливать данное ПО. Для контроля используется онлайн-аутентификация на серверах издателя. Большинство таких DRM-схем позволяют произвести от 3 до 5 установок, однако некоторые позволяют отменить активацию посредством деинсталляции. Подобные схемы вызывают много критики, так как ограничивают пользователей от законного использования приобретённых продуктов, например, если у пользователя дома более 5 компьютеров, он не может установить приобретённую продукцию на все машины.

Примерно с середины 2008 года выпуск игры Mass Effect запустил целую волну продуктов, использующих DRM-схему SecuROM, которая требует онлайн-аутентификации на серверах издателя. В этом же году использование подобной защиты в игре Spore от Electronic Arts привело к тому, что большинство пользователей предпочло использование пиратской версии игры. Однако независимые исследователи с TweakGuides пришли к выводу, что подобное использование DRM не влияет на количество пиратских копий игры, отметив, что другие игры вроде Call of Duty 4: Modern Warfare, Assassin’s Creed и Crysis, использующие схему SafeDisc, не прибегающую к онлайн-аутентификации, также распространялись в сравнимых со Spore количествах среди пиратов. К тому же игры, использующие онлайн-аутентификацию так же, как и Spore – BioShock, Crysis и тот же Mass Effect, в списках самых скачиваемых игр на различных торрент-трекерах не значатся.

Постоянная онлайн-аутентификация

Многие издатели, среди которых, например, Electronic Arts, Ubisoft, Valve и Atari, использовали онлайн DRM-схемы вплоть до начала 2009 года. В конце 2008 года компания Ubisoft провела эксперимент, выпустив серию игр Prince of Persia без DRM-защиты на вебсайте GOG.com, с целью проверить, насколько правдиво общественное мнение в отношении того, что DRM только усугубляет пиратство и провоцирует людей использовать не лицензионные копии. Хоть сама компания так и не объявила результаты эксперимента, независимые эксперты с Tweakguides заметили, что всего лишь с двух торрентов на Mininova игру скачало более 23 тысяч людей в течение 24 часов после релиза.

Ubisoft официально объявили о возвращении онлайн-аутентификации 9 февраля 2010 года. Они представили свою новую онлайн игровую платформу Uplay, которую начали использовать в таких играх, как Silent Hunter 5, The Settlers 7 и Assassin’s Creed II. Silent Hunter 5 взломали в течение 24 часов с момента релиза. Однако, пользователи пиратской версии могли играть только в начальные уровни игры. Система Uplay работает таким образом, что на пользовательский ПК игра устанавливается не полностью, а докачивает содержимое с игровых серверов Ubisoft по мере прохождения игры. Чуть более, чем через месяц после релиза на ПК, в первую неделю апреля, было выпущено ПО, с помощью которого можно было обойти DRM-защиту в Assassin’s Creed II. ПО являло собой эмулятор сервера Ubisoft для игры. Чуть позже, в этом же месяце, была выпущена версия, которая убирала необходимость в соединении с серверами полностью.

В начале марта 2010 года сервера Ubisoft подверглись масштабной DDoS-атаке, что привело к закрытию доступа к играм для ~5% игроков. В качестве компенсации за принесённые неудобства, компания предоставила пострадавшим пользователям по бесплатной скачиваемой игре. С марта 2010 года сервера Ubisoft больше не падали.

Примеру Ubisoft последовали и другие разработчики, такие, как Blizzard Entertainment. Они также перешли на вариант защиты, когда большая часть игровой логики находится «на стороне», или обрабатывается серверами создателя игры. Blizzard использует подобный подход в своей игре Diablo III. Electronic Arts использовали такой подход в своей перезагрузке сериала SimCity. Надо сказать, что подобный подход отрицательно повлиял на обе компании, ибо они просто не смогли справиться с количеством игроков на серверах, что привело к многочисленным жалобам и растущему недовольству пользователей. Electronic Arts пытается убрать необходимость постоянного подключения к серверам, но пока это не представляется возможным, ибо вся игра была создана с учётом этого.

Вмешательство в ПО

Некоторые студии в качестве защиты используют не совсем стандартные подходы. Bohemia Interactive использует DRM-схему, которая при запуске нелегальной копии игры просто мешает играть, начиная с 2001 года, с выходом Operation Flashpoint: Cold War Crisis. Игра начинает создавать ситуации, в которых у игроков снижается точность оружия, или, например, сами игроки превращаются в птиц. Компания Croteam в своей игре Serious Sam 3: BFE использовала похожий подход, натравливая на игроков, использующих нелегальные копии игры, монстра, которого невозможно было убить.

5 Общий анализ средств защиты ПО от копирования

В большинстве случаев наиболее надежными и эффективными остаются технические способы защиты, но для успешного противостояния всем угрозам разработчики коммерческого ПО должны озаботиться вопросами информационной безопасности еще на старте разработки нового продукта. А вопросов здесь по большому счету два: как защитить свои ноу-хау и как противостоять нелегальному копированию?

Методы защиты софта от нелегального копирования развивались и эволюционировали последние 30 лет. В эпоху, когда не было Интернета, сканеры и ксероксы являлись экзотической редкостью, а операционные системы были однозадачными, производители компьютерных игр привязывали свой софт к поставляемому с ним печатному мануалу. В какие-то моменты использования программы требовалось найти что-то в руководстве пользователя.

Когда этот метод потерял актуальность, стали использоваться более продвинутые технические методы (например, ключевые дискеты). Использовались искусственно созданные сбойные секторы дискет, нестандартное форматирование и «плавающие» биты. И хотя некоторые производители (например, российская компания Abbyy) использовали этот метод защиты вплоть до недавнего времени, на смену им пришли новые технологии.

Недорогой софт, выпускаемый в промышленных масштабах (особенно компьютерные игры), проще всего защищать, привязывая к носителю (CD- или DVD-дискам). Там используются, по сути, те же методы, которыми раньше защищали дискеты: нестандартное форматирование, сбойные секторы на диске, специально закодированный таким образом ключ. В качестве дополнительной меры защиты в системе может устанавливаться специальный защищенный драйвер, призванный бороться с различными эмуляторами. Этот метод защиты сравнительно дешев и подходит для широко тиражируемых продуктов. К ограничениям можно отнести не самую высокую степень защиты и неудобство, вызванное привязкой к физическому носителю. Самые известные системы защиты по такой технологии: SecuROM, StarForce, SafeDisk, Tages.

5.1 Электронные ключи

Для защиты более дорогого программного обеспечения применяются электронные ключи или интернет-активация с привязкой к оборудованию. Электронные ключи выигрывают здесь с точки зрения защищенности: в отличие от ключевой дискеты или привязки к CD, электронный ключ в домашних условиях невозможно скопировать, а изучить «внутренности» довольно затруднительно без специального оборудования. Кроме того, современные микропроцессоры в электронных ключах позволяют шифровать трафик между ключом и защищенным приложением криптографическим алгоритмом на одноразовых сессионных ключах, что уничтожает возможность применения целого класса эмуляторов. При использовании этого метода защиты надо понимать, что благодаря технологиям современных ключей можно построить очень эффективную и взломостойкую защиту, но для этого нужно проектировать защиту вместе с проектированием архитектуры самого приложения.

Отдельной строкой идут электронные ключи с возможностью загрузки внутрь произвольного пользовательского кода. Если при разработке приложения хотя бы часть уникальных алгоритмов приложения перенести в такой ключ, а оставшуюся «снаружи» часть приложения заставить постоянно общаться с ключом с помощью асимметричной криптографии (например, в ключ периодически посылаются произвольные данные для выполнения электронно-цифровой подписи), то можно выстраивать защиту с гарантированной взломостойкостью.

5.2 Интернет-активация

Неудобство распространения физических носителей и электронных ключей, а также развитие Интернета и цифровой дистрибуции привели к взрывному росту популярности различных методов онлайн-защиты.

Компания Microsoft с 1999 г. начала применять интернет-активацию в большинстве своих продуктов, и вот уже более 10 лет сотни миллионов копий ее программного обеспечения успешно защищаются таким образом. Суть защиты состоит в том, что приложение вычисляет параметры оборудования, на которое оно установлено (серийные номера материнской платы, процессора и т.д.), в зашифрованном виде пересылает их на сервер активации и после получения ключа приложение начинает работать в полную силу, но оказывается привязанным к «железу», куда оно установлено.

Преимуществ у онлайн-за-щиты множество. Например, отсутствие физических носителей, что означает как отсутствие проблем с пересылкой электронных ключей и дисков, так и невозможность их механических поломок. Также можно отметить относительную дешевизну внедрения и поддержки этого метода защиты и, конечно, возможность широкой цифровой дистрибуции и «мгновенной» покупки ПО из любой точки Земли.

Однако стойкость всех вышеперечисленных методов защиты упирается в сложность реверсинга приложения и его технологий привязки к диску, электронному ключу или онлайн-активации. Поэтому крайне необходимо защитить приложение не только от копирования, но и от изучения и отладки.

5.3 Обфускация кода

Несмотря на то что ассемблер современных процессоров не так прост для понимания, как высокоуровневый С-код, опытный взломщик с большой долей вероятности сможет при наличии времени и сил воспроизвести любые алгоритмы в приложении, включая и те, что обеспечивают защиту от копирования. И если где-то существует заблуждение, что сама по себе компиляция в машинный код – это уже хорошая защита, то в современном мире это не так, не говоря уже о том, что множество технологий не предусматривает компиляции в машинный код, а анализировать байт-код или промежуточное представление куда легче (например,.NET, Java или ActionScript).