آشنایی با چگونگی ساخت قفل های نرم افزاری (قسمت اول)

تا وقتی که قانون Copyright نرم افزار در ایران به صورت کامل اجرا نمی شود، لزوم پرداختن به بحث قفل های نرم افزاری بیشتر احساس می شود. در این مقاله سعی بر این است تا علاوه بر آشنایی با انواع قفل های نرم افزاری و بررسی اختلاف آن ها با قفل های سخت افزاری، بتوانیم به عنوان طراح یک قفل نرم افزاری از محصولات نرم افزاری خودمان حمایت کنیم. ضمنا علاوه بر آشنایی با مفاهیم فوق، نوشتن روتین های ضد دیباگ (Debug) و همچنین نحوه کد کردن اطلاعات نیز تا حدی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. با ابن آموزش مفید و کاربردی در سایت سرزمین دانلود با ما همراه باشید.

● قفل های نرم افزاری و سخت افزاری:
قفل های نرم افزاری به برنامه هایی گفته می شود که کنترل کپی نمودن آنها فقط از طریق نرم افزار و بدون نیاز به سخت افزار اضافی، قابل انجام باشد. قفل های سخت افزاری به برنامه هایی اطلاق می شود که کنترل کپی نمودن آنها از طریق سخت افزار اضافی (که بر روی سیستم نصب می گردد) صورت می پذیرد.

با توجه به توضیحات فوق می توان به تفاوت قفل های سخت افزاری و نرم افزاری پی برد. قفل های سخت افزاری با اضافه کردن یک سخت افزار جدید به کامپیوتر (اغلب از طریق ارتباط با پورت چاپگر) برنامه خود را کنترل می کنند. برنامه قبل از اجرا، ابتدا با مراجعه به آدرس سخت افزار نصب شده (اضافه شده با استفاده از دستور Port) به سخت افزار مورد نظر خود مراجعه کرده و در صورت یافتن آن، تست های مختلف اعم از تست رمز، خواندن اطلاعات و ... را انجام داده و در نهایت می تواند تصمیم گیری نماید.

اما در قفل های نرم افزاری برنامه، بدون نیاز به سخت افزار اضافی و با کنترل رسانه ذخیره سازی، تصمیم گیری می کند. ضمنا لازم به توضیح است که هدف از طراحی قفل های نرم افزاری/سخت افزاری این نیست که هیچکس توانایی شکستن (باز کردن) آن را ندارد بلکه هدف بالا بردن سطح کنترل کپی های غیر مجاز تا حد ممکن می باشد.

● طریقه استفاده از قفل نرم افزاری:
در برنامه مورد نظر با توجه به نوع کاربرد برنامه (کوچک و قابل کپی بر روی یک دیسکت, تحت شبکه و ...) می توانیم از انواع روش هایی که جهت حفاظت از نرم افزار در نظر داریم (و متعاقبا توضیح داده خواهد شد) استفاده کنیم. اما مساله قابل بحث این است که چه قفلی را انتخاب نمائیم؟ جواب این سوال متغییر و وابسته به شرایط زیر می باشد:

الف) اعتقاد طراح نرم افزار به اینکه حتما باید کاربر آن را خریداری نماید تا از امکانات آن مطلع گردد. در این حالت قفل نرم افزاری در ابتدای شروع به کار برنامه کنترل می گردد حتی طراح می تواند در مواقع حساس نیز قفل را مجددا کنترل کند و یا حتی در حالتی که طراح واقعا سخت گیر باشد، می تواند در زمان های مشخصی نیز از وجود قفل اطمینان حاصل نماید (مثلا هر 4 ثانیه یک بار). البته در این حالت طراح باید روشی را که جهت کنترل قفل استفاده می کند، نیز در نظر بگیرد.

ب) اعتقاد طراح نرم افزار به این که کاربر می تواند از نرم افزار به عنوان نسخه نمایشی نیز استفاده کند. طراح در این حالت می بایست در مکان های خاصی از برنامه، قفل را کنترل کند. مثلا در یک برنامه حسابداری می توان تمام بخش های سیستم را آزاد گذاشت (یعنی در بخش های برنامه قفل وجود نداشته باشد) اما در گزارشگیری ها قفل گذاشت. یعنی در صورتی که کاربر مایل به استفاده از امکانات گزارشگیری سیستم باشد، قفل نرم افزاری در خواست گردد. مزیت این روش بر روش قبلی این است که دیگر نیاز به طراحی نسخه نمایشی خاصی جهت مشاهده کاربران وجود ندارد.

● آشنایی با نحوه قفل گذاری بر روی یک برنامه:

الف) طراح به سورس برنامه دسترسی دارد. در این حالت طراح پس از انتخاب روش قفل گذاری، کافی است آن را به زبان مورد نظر خود پیاده سازی نموده و در برنامه خود بگنجاند. (که مکان های قرار دادن قفل در عنوان قبلی توضیح داده شد.)

ب) طراح (مجری پروژه) به سورس برنامه دسترسی ندارد. گاهی اوقات به یک سری برنامه های ارزشمندی برخورد می کنیم که فاقد قفل هستند و بنا به دلایلی نیاز به قفل گذاری وجود دارد. (البته این حالت بیشتر در کشور ما و چند کشور دیگر که در آن ها قانون Copyright اجرا نمی شود، کاربرد دارد.)

جهت تزریق قفل به این گونه برنامه ها، نیاز به آشنایی کامل با ساختار فایل های اجرایی (EXE, COM, SYS, …) وجود دارد چرا که باید برنامه ای طراحی کنیم تا همانند یک ویروس کامپیوتری به فایل اجرایی مشخصی بچسبد. البته جهت این کار بهترین زبان برنامه نویسی، اسمبلی می باشد. (به دلیل توانایی دخالت در روند اجرای برنامه و برای مطالعه بیشتر در مورد برنامه نویسی اسمبلی به سایر مقالات سایت میکرو رایانه مراجعه نمایید) البته در رابطه با نحوه نوشتن این گونه برنامه ها، روش های زیادی وجود دارد که خود بحثی مجزا را می طلبد و از حوصله این مقاله خارج است.

ضمنا برای بالا بردن سطح امنیت برنامه، لازم است تا یکسری کد های ضد دیباگ نیز در برنامه گنجانده شوند. کدهای ضد دیباگ، دستوراتی به زبان اسمبلی هستند که در حالت اجرای عادی برنامه، هیچ تغییری در روند اجرا نمی گذارند بلکه در مواقعی که برنامه توسط دیباگرها اجرا می گردند، قادر هستند تا از اجرای آن جلوگیری نمایند.
با اضافه کردن کد های ضد دیباگ به ابتدای برنامه (یا قبل از کنترل قفل) می توان احتمال دست کاری در برنامه را پائین آورد. (نحوه نوشتن کد های ضد دیباگ در زیر آورده شده است.)

● آشنایی با روش های قفل گذاری و نحوه طراحی آن ها:

1) قفل گذاری با استفاده از شماره سریال اصلی دیسکت
همانطور که می دانید، سیستم عامل جهت هر دیسکت یک شماره سریال واحد (UNIQUE) اختصاص می دهد، بطوریکه شماره سریال هر دو دیسکت با هم یکی نیستند. بنابراین همین خود یک راه تشخیص دیسکت کلید (قفل) می باشد. جهت استفاده از این قفل می بایست شماره سریال دیسکت را خوانده و سپس در داخل برنامه آنرا کنترل نمائیم.

ضریب اطمینان این قفل در مورد دیسکت ها 5% بوده و در رابطه با هارد دیسک 60% می باشد. دلیل این اختلاف این است که در حالت قفل دیسکتی، با عمل کپی Boot Sector، قفل بر روی دیسکت دیگر قرار خواهد گرفت اما در رابطه با هارد دیسک اینکار به سادگی انجام پذیر نیست.

2) قفل گذاری با استفاده از مشخصات سیستم
در این نوع قفل نرم افزاری، برنامه قبل از اجرا ابتدا مشخصات سیستم را خوانده (که اینکار از طریق مراجعه به بخش های خاصی از حافظه و یا مراجعه به اطلاعات BIOS انجام می شود.) سپس آن را با فایلی که قبلا توسط نویسنده نرم افزار بر روی کامپیوتر کپی گردیده، مقایسه می کند و در صورت عدم برابری، اجرای برنامه پایان می پذیرد.

این نوع قفل هنوز هم در بسیاری از برنامه ها استفاده می گردد، اما نکته قابل ذکر این است که جهت اطمینان بیشتر به قفل، لازم است فایل حاوی مشخصات بصورت کد شده نوشته شده باشد تا امکان دستکاری آن توسط قفل شکنان به حداقل ممکن برسد. درصد اطمینان این نوع قفل 75% می باشد.

3) قفل با استفاده از موقعیت فایل روی هارد دیسک
این نوع قفل فقط بر روی هارد دیسک قابل استفاده بوده و به این صورت است که فایل اجرایی به موقعیت خود بر روی هارد حساس می باشد چرا که قبل از اجرا ابتدا موقعیت خود را از روی سکتورهای ROOT خوانده و سپس شماره کلاستر اشاره گر به خودش را بدست می آورد، سپس آن را با شماره کلاستری که قبلا توسط برنامه نویس بر روی یکی از فایل های برنامه (ممکن است به صورت کد شده باشد) قرار داده شده، مقایسه کرده و در صورت برابر بودن اجرا می شود.

این نوع قفل نسبت به قفل قبلی (شماره 2) استفاده کمتری دارد، چون در صورتی که برنامه از روی بخشی از هارد به ناحیه دیگری انتقال یابد، اجرا نخواهد شد و این از نظر کاربر بسیار ناپسند می باشد. (ضمنا امکان Defra, Scandisk, و ... نیز وجود ندارد چرا که شماره کلاستر اشاره گر به فایل تغییر خواهد کرد.) ضریب اطمینان این نوع قفل نیز 80% می باشد.

4) قفل با استفاده از فرمت غیر استاندارد
این شیوه یکی از رایج ترین قفل های نرم افزاری است که هنوز هم بصورت جدی مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از دلایل اهمیت آن عبارتند از:

امکان استفاده از روش های متفاوت در این روش

راحتی و سرعت زیاد به هنگام استفاده از آن

وجود ضریب اطمینان بالا و انعطاف پذیری زیاد آن

عدم وجود نرم افزار خاصی جهت باز کردن این نوع از قفل ها

همان طور که می دانید سیستم عامل جهت دسترسی به اطلاعات یک دیسکت از فرمت خاصی (18 سکتور در هر تراک) استفاده می کند، اما اگر یه تراک به صورت غیر استاندارد فرمت شود، (مثلا 19 سکتور در تراک) سیستم عامل دیگر توانایی استفاده از سکتورهای غیرمجاز را نخواهد داشت (برای مطالعه بیشتر دراین مورد به سایر مقالات سایت میکرو رایانه مراجعه نمایید) و بنابراین تمام نرم افزارهای تحت سیستم عامل مزبور نیز از سکتورهای مخفی استفاده نکرده، در نتیجه امکان کپی برداری از آنها بسیار ضعیف است.

پیشنهاد ما استفاده از همین روش جهت طراحی قفل است. به طوری که تراک آخر دیسک را مثلا بهصورت یک سکتوری و با شماره 20 فرمت کنید. سپس جهت کنترل دیسکت به سکتور فوق مراجعه کرده و در صورت وجود آن کنترل و اجرای برنامه را پی بگیرد.

البته غیر از تغییر شماره سکتور می توان از اندازه غیر مجاز نیز استفاده کرد، یعنی بجای اینکه سکتورها را بصورت 512 بایتی فرمت کنیم، از اندازه 1024, 2048 و ... استفاده کنیم. ( قفل نرم افزاری Copy Control که معروفترین در نوع خود می باشد، از همین روش استفاده می کند.)

این قفل فقط جهت فلاپی دیسک قابل استفاده می باشد و در صد اطمینان در این روش حدود 85% می باشد.

5) قفل با استفاده از شماره سریال ساختگی
این روش قفل گذاری که قویترین قفل می باشد، بصورت مخلوطی از روش های 1 و 4 می باشد. یعنی ابتدا تراک خاصی را بصورت غیر استاندرد فرمت کرده و سپس اطلاعات خاصی را درون آن قرار می دهند (شماره سریال فرضی). این قفل فقط جهت فلاپی دیسک قابل استفاده بوده و ضریب اطمینان آن حدود 90% می باشد.

● سایر مقالات مرتبط با این موضوع