參加國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議總結(jié)
20103rdInternationalConferenceonAdvancedComputerTheoryandEngineering(ICACTE2010)于2010年8月20日至2010年8月22日在四川成都的四川大學(xué)召開(kāi)，本次會(huì)議由四川省計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)和IACSIT(InternationalAssociationofComputerScienceandInformationTechnology)聯(lián)合發(fā)起，由IEEE、四川大學(xué)，電子科技大學(xué)，西南交通大學(xué)，西南民族大學(xué)提供技術(shù)協(xié)助。會(huì)議旨在為科研工作者和工程技術(shù)人員提供一個(gè)報(bào)道先進(jìn)研究成果、交流學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)的平臺(tái)。
會(huì)議吸引了來(lái)自亞洲、非洲、北美、歐洲等20余個(gè)國(guó)家和地區(qū)的百余位專家、學(xué)者的參加，會(huì)議內(nèi)容涉及本領(lǐng)域國(guó)際最新研究動(dòng)態(tài)及前沿工作，反映了未來(lái)發(fā)展方向。會(huì)上與國(guó)際知名學(xué)者交流，感受了國(guó)內(nèi)、國(guó)際權(quán)威學(xué)者的敏銳思維、學(xué)習(xí)專家解決難題的靈活方式、感覺(jué)受益匪淺。
大會(huì)共有600余篇poster展出，本人的第一作者論文“ApplicationofStructuredExceptionHandlinginSoftwareAnti-debugging”被本次大會(huì)安排為會(huì)議首日第一個(gè)分會(huì)場(chǎng)的第一個(gè)口頭宣讀，充分體現(xiàn)了大會(huì)對(duì)本論文的重視，作為本次大會(huì)第一個(gè)宣讀的論文，本論文也得到了分會(huì)場(chǎng)主席和與會(huì)專家和學(xué)者的普遍好評(píng)并得到很多有益的建議，可謂收獲頗豐。具體內(nèi)容是：
隨著軟件產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，以反跟蹤技術(shù)為核心的軟件安全已經(jīng)成為一個(gè)重要的課題。在與軟件解密做著不懈斗爭(zhēng)的同時(shí)，軟件從業(yè)人員不斷發(fā)現(xiàn)新的軟件反跟蹤策略，提出新的軟件保護(hù)方案，增強(qiáng)了軟件的安全性。
結(jié)構(gòu)化異常處理，是操作系統(tǒng)提供的用于解決系統(tǒng)軟硬件異常的一種機(jī)制，在程序設(shè)計(jì)中的合理使用可以提高軟件的穩(wěn)定性、容錯(cuò)性。本文著重探討了其在軟件反跟蹤中的應(yīng)用。
應(yīng)用程序正常執(zhí)行中出現(xiàn)異常時(shí),操作系統(tǒng)將收集異常發(fā)生的原因、類型、位置等信息，填寫相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),并從用戶程序轉(zhuǎn)到系統(tǒng)級(jí)執(zhí)行,將控制權(quán)交給系統(tǒng)的異常調(diào)度函數(shù)。該函數(shù)將根據(jù)系統(tǒng)收集的異常信息選擇一個(gè)異常處理例程處理異常。用戶可定義的異常處理例程分為兩種;一種是線程相關(guān)的，一種是進(jìn)程相關(guān)的:線程相關(guān)的異常處理例程,監(jiān)視某線程中某段代碼是否發(fā)生異常，由于線程是程序執(zhí)行的最小單位，所以把異常解決于線程的內(nèi)部，可以避免該異常對(duì)其它線程的干擾，保證程序的`穩(wěn)定運(yùn)行。進(jìn)程相關(guān)的異常處理例程：也稱為篩選器，監(jiān)視進(jìn)程中所有線程發(fā)生的異常，做進(jìn)程退出前的清理工作。
異常處理流程是指運(yùn)行在win32系統(tǒng)中的程序通常包含多個(gè)線程，而每個(gè)線程都會(huì)安裝各自的異常處理例程;除此之外，程序中可能存在一個(gè)全局性的異常處理例程;再者，如果進(jìn)程被調(diào)試的話，調(diào)試進(jìn)程也相當(dāng)于一個(gè)異常處理例程。當(dāng)異常發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)將根據(jù)異常類型選擇一個(gè)異常處理例程來(lái)處理異常，正常情況下，系統(tǒng)進(jìn)行異常處理的流程為：
系統(tǒng)首先判斷異常是否應(yīng)發(fā)送給目標(biāo)程序的異常處理例程。如果應(yīng)該發(fā)送，并且目標(biāo)程序正在被調(diào)試.則系統(tǒng)掛起程序;如果程序沒(méi)有被調(diào)試或者調(diào)試器未能處理異常，系統(tǒng)繼續(xù)查找是否安裝了線程相關(guān)的異常處理例程。如果已經(jīng)安裝，系統(tǒng)就把異常發(fā)送給SEH處理例程。每個(gè)線程相關(guān)的異常處理例程可以處理或者不處理這個(gè)異常，如果它不處理并且安裝了多個(gè)線程相關(guān)的異常處理例程可交由鏈起來(lái)的其他例程處理;如果這些SEH處理例程均不處理異常，且程序處于被調(diào)試狀態(tài)，操作系統(tǒng)會(huì)再次通知調(diào)試器;如果程序未處于被調(diào)試狀態(tài)或者調(diào)試器沒(méi)有能夠處理，并且程序調(diào)用SetUnhandledExceptionFilter函數(shù)安裝了進(jìn)程相關(guān)的異常處理例程的話，系統(tǒng)轉(zhuǎn)向?qū)λ恼{(diào)用;如果沒(méi)有安裝進(jìn)程相關(guān)的異常處理例程或者它沒(méi)有處理這個(gè)異常，系統(tǒng)會(huì)調(diào)用默認(rèn)的異常處理例程，通常顯示一個(gè)對(duì)話框，用戶可以選擇“關(guān)閉”或者可以將程序附加到調(diào)試器的“調(diào)試”按鈕。如果沒(méi)有可以附加的調(diào)試器或調(diào)試器也不處理，系統(tǒng)就對(duì)線程異常處理句柄進(jìn)行展開(kāi)做最后的清理工作，最終調(diào)用ExitProcess終結(jié)程序。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)異常處理流程分析可知，當(dāng)應(yīng)用程序執(zhí)行過(guò)程中發(fā)生異常時(shí)，系統(tǒng)可在三個(gè)層次上完成異常處理：調(diào)試器、進(jìn)程、線程。線程層次的異常處理即SEH，能夠準(zhǔn)確定位異常的信息，更加靈活、隱蔽的實(shí)現(xiàn)反跟蹤的功能，是本文研究的主要方面。下面深入分析SEH的工作原理。
系統(tǒng)級(jí)處理機(jī)制，SEH作為系統(tǒng)內(nèi)部處理異常的一種機(jī)制，其工作主要在系統(tǒng)級(jí)完成，因此掌握系統(tǒng)內(nèi)部異常處理的工作原理是研究基于SEH的軟件反跟蹤的關(guān)鍵。下面圍繞異常處理例程深入分析系統(tǒng)級(jí)異常處理機(jī)制。異常發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行KiUserExceptionDispatcher函數(shù)并調(diào)用RtlDispatchException啟動(dòng)對(duì)注冊(cè)的異常處理例程的查找。如果找到的處理例程處理了異常并繼續(xù)執(zhí)行，則對(duì)RtlDispatchException的調(diào)用不再返回。否則，有兩種可能：調(diào)用NtContinue使程序繼續(xù)或產(chǎn)生另一個(gè)異常。若是后者，異常不再繼續(xù)，進(jìn)程必須終止。
RtlDispatchException函數(shù)遍歷異常幀，利用獲得的指向EXCEPTION_REGISTRATIONS鏈表的指針遍歷每一個(gè)節(jié)點(diǎn)查找異常處理例程,并通過(guò)RtlpExecuteHandlerForException完成異常處理例程的調(diào)用，根據(jù)RtlpExecuteHandlerForException的反饋信息，RtlDispatchException或者繼續(xù)遍歷異常幀，或者產(chǎn)生另一個(gè)異常，最終將控制送至ExecuteHandler函數(shù)，由該函數(shù)通過(guò)EXCEPTION_REGISTRATION的handler域調(diào)用異常處理例程，對(duì)程序執(zhí)行中產(chǎn)生的異常進(jìn)行處理。
SEH在軟件反跟蹤中的主要應(yīng)用方式是調(diào)試工具的檢測(cè)、硬件斷點(diǎn)的去除、改變程序執(zhí)行順序等，但這些反跟蹤技術(shù)相對(duì)比較成熟，很容易被破解者發(fā)現(xiàn)并成功破解。本文所介紹的是一種更加隱蔽，效果更好的反跟蹤方式：?jiǎn)尾疆惓?抽取代碼法。
在程序的正常執(zhí)行序列中設(shè)置功能請(qǐng)求標(biāo)志位，之后觸發(fā)單步異常，進(jìn)入異常處理例程后根據(jù)標(biāo)志位完成所抽取的相應(yīng)的功能，繼續(xù)程序的運(yùn)行。這樣，如果破解者不能發(fā)現(xiàn)異常處理例程的存在，將無(wú)法實(shí)現(xiàn)該功能。這是因?yàn)楫惓０l(fā)生后，調(diào)試器接管了異常，而不會(huì)去調(diào)用作者安裝的實(shí)現(xiàn)具體功能的異常處理例程，從而達(dá)到反跟蹤的目的。
利用單步異常實(shí)現(xiàn)反跟蹤的具體過(guò)程是安裝異常處理例程，在程序開(kāi)始處將異常處理函數(shù)地址放入EXCEPTION_REGISTRATION結(jié)構(gòu)的handler域中，一旦執(zhí)行過(guò)程中有異常發(fā)生系統(tǒng)就通過(guò)handler域的地址調(diào)用異常處理函數(shù)，完成相關(guān)的異常處理，正常執(zhí)行代碼，安裝完異常處理例程，其后是程序功能代碼，在這里設(shè)置標(biāo)志以便異常函數(shù)作不同的處理。插入單步異常指令，此處是關(guān)鍵的地方，因?yàn)槌绦虻姆凑{(diào)試功能通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)程序執(zhí)行到這里時(shí)，根據(jù)是否處于調(diào)試狀態(tài)有兩條執(zhí)行路徑，一條是處于調(diào)試狀態(tài)，這時(shí)調(diào)試器接收異常信息，并進(jìn)行相關(guān)的處理，這樣將有部分程序代碼得不到執(zhí)行而使程序出現(xiàn)錯(cuò)誤;另一條執(zhí)行路徑是不處于調(diào)試狀態(tài)下，程序本身將通過(guò)異常處理函數(shù)來(lái)處理異常，這樣程序中部分被抽取的代碼將得到執(zhí)行，程序不出現(xiàn)錯(cuò)誤，且功能可以實(shí)現(xiàn)。清除異常處理例程，程序執(zhí)行完功能代碼后，要把開(kāi)始時(shí)安裝的異常處理例程去除，否則容易引起系統(tǒng)錯(cuò)誤。清除的方法是：用出棧指令將EXCEPTION_REGISTRATION結(jié)構(gòu)的prev與和handler域彈出即可。
這次參加ICACTE國(guó)際會(huì)議，通過(guò)和與會(huì)學(xué)者的交流、探討，我覺(jué)得自己的收獲主要在以下方面：
(1)對(duì)自己專業(yè)的新動(dòng)態(tài)有了一定的把握，對(duì)本行業(yè)內(nèi)的其他專業(yè)方向有了一定的了解;
(2)發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)術(shù)上存在的問(wèn)題，這有助于以后的改進(jìn)和提高;
(3)結(jié)識(shí)了一些日本、韓國(guó)、臺(tái)灣等地高校和公司的教授、研發(fā)人員和學(xué)生，為以后更廣泛的交流打下了基礎(chǔ);
(4)發(fā)現(xiàn)了自己英語(yǔ)水平的不足，這將促使我更加努力地掌握英語(yǔ)，尤其是提高口語(yǔ)水平。
總體上，這次國(guó)際會(huì)議讓我學(xué)到了很多東西，雖然只有短短三天，但我感覺(jué)收獲頗多，聽(tīng)到了許多新思想，結(jié)識(shí)了許多新朋友，拓寬了視野，增長(zhǎng)了知識(shí)，結(jié)識(shí)了軟件安全研究領(lǐng)域的多名學(xué)者，更加明確了今后的研究方向，相信對(duì)個(gè)人今后的學(xué)術(shù)研究有很大的促進(jìn)。非常感謝我校研究生院給予的此項(xiàng)支持，鼓勵(lì)研究生參加國(guó)際會(huì)議是符合建設(shè)國(guó)際型大學(xué)的潮流之舉。作為研究生，我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)并珍惜學(xué)校提供的學(xué)術(shù)科研和培養(yǎng)的機(jī)會(huì)和條件，積極思考，廣泛交流，用優(yōu)秀的科研成績(jī)回報(bào)學(xué)校。
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