Java編譯、反編譯、反反編譯

2019-11-18 11:15:14

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供稿：網友

　　「盜版」的行為，天天都在我們的周遭上演，所以今年五月由BSA（商業軟件聯盟）和法務部發起的「反盜版」活動，著實讓大家風聲鶴唳了好一陣子。但是，即使在這樣詭譎的氣氛之下，由大專院校學生為主的「反反盜版」活動，到也振振有詞，轟轟烈烈地攻占媒體版面。有「盜版」，就有「反盜版」；有「反盜版」，就有「反反盜版」，這個世界就是這么一回事。
　　
　　同樣的道理，有「編譯」（compile），就有「反編譯」（decompile）；有「反編譯」，就有「反反編譯」。對于java和.NET這種虛擬機器的中間碼來說，尤其明顯。
　　
　　Java程序編譯后的結果是Java Bytecode，而.NET編譯后的結果是CIL（Common Intermediate Language），兩者都具有下列的特性：
　　
　　-同為堆棧式（stack-based）指令集。
　　
　　-同為高階面向對象機器語言
　　
　　-和平臺無關
　　
　　-Code Validation
　　
　　-Symbolic Link
　　
　　上述任何一點特色，都可以讓程序變得更輕易反編譯，全部五點結合起來更是不得了。所以要反編譯Java和.NET可以說是相當輕易的。網絡上就到處流傳著Java的反編譯器（decompiler），可以把編譯后的檔案反推出原始碼，
　　相信不久之后.NET也會碰到一樣的問題。（至少，喜歡搞破壞的我就正嘗試著寫一個.NET decompiler。）
　　
　　試想，假如你將辛辛勞苦開發出來的Java和.NET程序交給別人（蔡學鏞？），他只要透過反編譯器，就可以推出源碼，你的智能財產很可能會受到侵犯。
　　
　　想要保護自己，你必須在Java或.NET軟件出貨前，進行反反編譯，這個動作通常稱為混淆（obfuscate）。被混淆過的程序代碼，依然遵照原來的檔案格式和指令集，所以依然可以執行，執行結果也和混淆前一樣。只是被混淆過的程序代碼變得更亂，更不輕易被反編譯成功。
　　
　　有的Java開發工具（例如JBuilder）有內附混淆器（obfuscator），或者你也可以購買功能更強大的混淆器。這些商業的混淆器通常只做三件事：
　　
　　-將每一個method內部用更亂的方式組織。
　　
　　-將Java Constant Pool，或.NET metadata內可以消除的Symbolic Data消除例如PRivate method的名字）。
　　
　　-將debug信息（例如Java的LocalVariableTable與LineNumberTable）全部刪除。
　　
　　Obfuscator的作用假如只是如同上述一般，只有method局部的作用，效果不大。
　　
　　欲大幅度地增加反編譯的難度，必須搭配下列的方式：
　　
　　-Class內的混淆：將class內的method互相混淆。
　　-Class之間的混淆：將class之間的關系混淆，例如將父類別和子類別合并或拆解等。
　　
　　有一些學術論文有對上述兩點做出研究，但成效仍然不大，而且必須手動調整，無法由軟件自動處理。這方面值得大家投入更深入的研究。
　　
　　混淆過的程序會碰到下面的問題：
　　
　　-通常效率會變差
　　
　　-可能無法執行。我欲過這樣的情況，有可能是混淆器的錯，也有可能是JVM的錯。
　　
　　假如進行「Class之間的混淆」，稍有不慎，就很可能會無法執行。例如：Java程序中假如有用到instanceof，或者C#程序中有用到is，就要很小心的進行「Class之間的混淆」，否則后果不堪設想。
　　
　　混淆的目的有兩個層次：
　　
　　1.　讓程序無法被自動反編譯：例如做出一些非凡的跳躍（goto），讓程序區塊
　　（block）的關系無法被找出特定的pattern。
　　
　　2.　讓程序就算被反編譯成功，也不輕易被程序員閱讀理解：想辦法加入一些不易被識破的程序代碼來欺騙程序員。
　　
　　Obfuscator不是萬靈丹，假如遇上了一個精通obfuscating技術的人，佐以profiling工具，原始碼還是會落入他的手中。所以，使用obfuscator時，你必須有這樣的心理預備：「防君子，不妨小人；防笨蛋，不防聰明人」。盡可能將軟件放在server改為提供service，而不將軟件賣到客戶手上，這才是上策。

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