基于语义的恶意代码检测算法研究

代码迷惑是一种以增加理解难度为目的的代码变换技术,主要来保护软件免遭逆向分析。恶意代码的作者为了躲避检测经常采用代码迷惑技术对程序进行转换。但是商用反病毒软件采用基于特征码的模式匹配技术而忽略了恶意代码的语义,因此最容易受到代码迷惑或病毒变种的攻击。文章中提出一种基于语义匹配的检测算法,能准确的检测出经过代码迷惑处理的恶意代码。该方法应用数据流分析技术,以变量定义使用链为单元检测每个模板及程序节点。最后通过部分实验展示了原型系统的检测效果。     

一类恶意代码检测算法可靠性与完备性证明

代码迷惑可以使恶意代码绕过基于特征匹配的恶意代码检测器的检测.本文利用抽象解释理论,从程序语义的角度对高鹰等人提出的基于语义的恶意代码检测算法处理代码迷惑的能力进行了分析.在对该算法形式化描述的基础上,建立了一个与其等价的基于迹语义的检测器,并通过证明基于迹语义的检测器对于保持变体关系的代码迷惑算法的谕示可靠性和谕示完备性,从理论上阐述了高鹰等人的恶意代码检测算法的谕示可靠性和谕示完备性.     

基于抽象解释的代码迷惑有效性比较框架

代码迷惑是一种以增加理解难度为目的的程序变换技术,用来保护软件免遭逆向剖析.代码迷惑是否有效是代码迷惑研究中首要解决的问题.目前对有效性证明的研究大都是基于非语义的方式.文章将语义与有效性证明联系起来,建立了基于语义的代码迷惑有效性比较框架,该框架能够为迷惑算法在静态分析这样的限定环境下提供有效性证明,而且也能严格比较迷惑算法之间的有效性,最后使用实例描述比较框架如何应用到证明代码迷惑的有效性.     

基于抽象解释的可执行代码值范围分析

阐述可执行代码抽象存储空间模型的概念并给出程序运行时刻环境抽象表示技术。通过抽象解释静态逼近程序不动点语义的理论保证二进制代码数据流分析的正确性以及可计算性。基于抽象解释和单调数据流框架提出一种自动分析可执行代码变量取值范围的方法及自动获取程序循环最大迭代次数和不可执行路径,并给出数据流分析实例。     

基于代码迷惑的软件保护

代码迷惑是软件防盗版、篡改和逆向工程的有效方法,但以前的代码迷惑技术多数缺乏理论依据,使得其保护效果不是十分明确.该文给出插入死代码和改变控制流两种迷惑技术,提出了新的代码迷惑模型,并利用NP-complete问题从理论上证明其可行性.最后,通过实例分析表明该模型具有很好的保护效果.     

基于行为特征的恶意代码检测方法

本文分析总结了恶意代码的行为特征,提出了一种分析API序列来检测恶意代码的方法.该方法在传统攻击树模型中添加了时间、参数调用等语义相关信息,提升了攻击树模型对代码行为的描述能力,并对恶意代码中常见的危险API调用序列进行建模.通过虚拟执行的方法获取代码的API调用序列.并将这些序列与扩展模型进行模式匹配.发现代码中的恶意行为,计算其威胁指数,进而检测代码是否具有恶意性.     

C2P:基于Pi演算的协议C代码形式化抽象方法和工具

形式化方法为安全协议分析提供了理论工具,但经过形式化验证过的协议标准在转换为具体程序实现时可能无法满足相应的安全属性.为此,提出了一种检测安全协议代码语义逻辑错误的形式化验证方法.通过将协议C源码自动化抽象为Pi演算模型,基于Pi演算模型对协议安全属性形式化验证.最后,给出了方案转换的正确性证明,并通过对Kerberos协议实例代码验证表明方法的有效性.根据该方案实现了自动化模型抽象工具C2P与成熟的协议验证工具ProVerif结合,能够为协议开发者或测试人员检测代码中的语义逻辑错误提供帮助.     

基于多线程Java程序安全行为模型的静态检查对策探析

本文通过参数化扩展上下文无关文法作为其安全相关行为模型的抽象表示,针对Java多线程序研究,总结出了从多线程Java程序自动生成安全相关行为模型的方法,该方法应用到携带模型代码方法的实现框架中,形象的描述了静态检查该模型是否满足安全策略的实现,同时为安全执行非信任多线程Java移动代码提供了有效支持。本文合理的使用静态分析多线程Java程序的措施,来进行相关安全性的检查,从中来考察出多线程Java程序的相关安全行为。     

基于程序设计类图保护的代码迷惑算法

通过反向工程可以较容易获得Java程序代码的设计类图,从而给保护软件知识产权带来困难。为此,采用Java接口融合的代码迷惑方法,提出一种保护Java程序设计类图的代码迷惑算法,并根据该算法构造一种Java接口融合迷惑器。实验结果表明,该算法具有较好的迷惑效果,有效地隐藏程序的设计类图,并且没有额外时间消耗和大量冗余代码。     

基于运行特征监控的代码复用攻击防御

针对代码复用的攻击与防御已成为网络安全领域研究的热点,但当前的防御方法普遍存在防御类型单一、易被绕过等问题.为此,提出一种基于运行特征监控的代码复用攻击防御方法RCMon.该方法在分析代码复用攻击实现原理的基础上定义了描述程序正常运行过程的运行特征模型RCMod,并提出了验证程序当前运行状态是否满足RCMod约束规则的安全验证自动机模型.实现中,通过直接向目标程序中植入监控代码,使程序运行到监控节点时自动陷入,并由Hypervisor实现运行特征库的构建和安全验证.实验结果表明,RCMon能够有效地防御已知的绝大部分代码复用攻击,平均性能开销约为22%.     

基于多层次属性加权的代码混淆有效性量化评估

为了克服软件保护过程中代码混淆方法选择的偶然性和盲目性,针对代码混淆量化比较和评估困难的问题,提出一种基于多层次属性加权的代码混淆定量评估方法:从攻击者角度出发,采用静态和动态逆向分析手段对混淆前后程序进行分析,量化基于程序属性的评估指标。构建三级层次分析模型,运用专家评分法来比较程序属性之间的重要性,以确定属性权值。在程序属性指标量化值和权值的基础上,运用层次分析法对不同混淆方法进行评估。实验和分析表明,评估方法能够定量地对不同混淆算法的有效性进行比较。     

基于符号执行和N-scope复杂度的代码混淆度量方法

代码混淆可有效对抗逆向工程等各类 MATE 攻击威胁,作为攻击缓和性质的内生安全技术发展较为成熟,对代码混淆效果的合理度量具有重要价值。代码混淆度量研究相对较少,针对代码混淆弹性的度量方法与泛化性、实用性度量方法相对缺乏。符号执行技术广泛应用于反混淆攻击,其生成遍历程序完整路径输入测试集的难度可为混淆弹性度量提供参考,然而基于程序嵌套结构的对抗技术可显著降低符号执行效率,增加其混淆弹性参考误差。针对上述问题,提出结合符号执行技术和N-scope复杂度的代码混淆度量方法,该方法首先基于程序符号执行时间定义程序混淆弹性;其次提出适配符号执行的N-scope复杂度,定义程序混淆强度同时增强符号执行对多层嵌套结构程序的混淆弹性度量鲁棒性;进而提出结合动态分析与静态分析的混淆效果关联性分析,通过对程序进行符号执行与控制流图提取量化混淆效果。面向 C 程序构建了该度量方法的一种实现框架并验证,实验对3个公开程序集及其混淆后程序集约4 000个程序进行混淆效果度量,度量结果表明,提出的度量方法在较好地刻画混淆效果的同时拥有一定的泛化能力与实用价值;模拟真实混淆应用场景给出了该度量方法的使用样例,为混淆技术使用人员提供有效的混淆技术度量与技术配置参考。     

基于模式切换的ARM汇编代码混淆算法

针对ARM程序高层代码混淆存在盲目性较强而降低混淆准确度,且很容易被逆向还原的问题。从ARM汇编指令底层研究ARM程序混淆,通过结合ARM架构指令系统的特点,基于模式切换提出一种ARM汇编代码混淆算法,包括指令模式切换混淆、寄存器随机分配混淆和虚假指令混淆,使混淆后汇编代码的控制流变得更加复杂,且对切换地址的寄存器混淆也提高了动态调试跟踪的难度。模式切换及虚假指令混淆也会造成反汇编错误,从复杂强度、逆向弹性和性能开销三方面进行测试评估。测试结果表明,该混淆算法不仅有效地提高了程序的控制流循环复杂度,而且能够抵抗反汇编工具的逆向分析。该混淆算法引发的额外体积开销和时间开销较低,具有实用性。     

Code obfuscation against abstraction refinement attacks

Code protection technologies require anti reverse engineering transformations to obfuscate programs in such a way that tools and methods for program analysis become ineffective. We introduce the concept of model deformation inducing an effective code obfuscation against attacks performed by abstract model checking. This means complicating the model in such a way a high number of spurious traces are generated in any formal verification of the property to disclose about the system under attack.We transform the program model in order to make the removal of spurious counterexamples by abstraction refinement maximally inefficient. Because our approach is intended to defeat the fundamental abstraction refinement strategy, we are independent from the specific attack carried out by abstract model checking. A measure of the quality of the obfuscation obtained by model deformation is given together with a corresponding best obfuscation strategy for abstract model checking based on partition refinement.     

A taxonomy of self-modifying code for obfuscation

Self-modifying code is frequently used as an additional layer of complexity when obfuscating code. Although it does not provide a provable level of obfuscation, it is generally assumed to make attacks more expensive. This paper attempts to quantify the cost of attacking self-modified code by defining a taxonomy for it and systematically categorising an adversary’s capabilities. A number of published methods and techniques for self-modifying code are then classified according to both the taxonomy and the model.     

一种基于流图变换的代码迷惑算法

为了提高软件的安全性,常使攻击者难以理解专利软件系统内部的工作机制,代码迷惑技术因其代价低廉而越来越受到人们的重视。代码迷惑技术的提出对于软件保护具有非常重要的意义,代码迷惑技术的使用可以对程序代码及核心算法进行保护。简要概述了代码迷惑技术基本内容,阐述了基本块和流图的相关知识,给出了可归约流图变换为不可归约流图的迷惑变换具体的算法及实验结果,并对算法的有效性进行了分析。     

安全的程序混淆研究综述

程序混淆可以理解为一个编译器,它将源程序转化成一种不被理解的形式,但依然保持其功能特性。混淆的概念最早在代码混淆领域被提出,在软件保护、数字水印等领域有着实际的应用,但缺乏严格的安全分析与证明。混淆在密码学领域的研究最早由Barak等人引入,并提出了虚拟黑盒混淆的形式化定义及安全性要求。对密码函数的安全通用混淆研究具有非常重要的理论意义,其与随机预言机、全同态加密、零知识证明等其他密码原语有着紧密的联系。对具体密码函数的安全混淆在云计算、代理计算等领域也有着实际的应用价值。近年来,安全的程序混淆研究成为当前密码研究领域的一个热点。由于在Barak提出的标准定义下已证明不存在通用的安全混淆,因此后续的程序混淆方面的研究工作主要集中在3个方面：对具体函数类的混淆实现、混淆的新模型研究以及混淆与其他密码模型的关系研究及应用。文章给出了安全的程序混淆的一个研究综述,对对具体函数类的安全混淆、混淆模型的研究以及混淆的推广和应用都分别给出了一个较为详细的介绍。     

基于分支函数的混淆技术研究

静态反汇编是对程序进行逆向工程的第一步,它将程序的可执行机器码以汇编指令代码的形式表示,给盗用软件知识产权和发掘软件漏洞提供了可能。为了混淆静态反汇编过程,增加对程序进行反汇编的难度,本文深入研究基于分支函数的静态反汇编混淆技术,针对其隐蔽性较差和代码执行效率低下的缺点,提出一种改进的分支函数静态反汇编混淆技术。改进后的混淆技术不仅能够有效地隐藏程序中的跳转指令,提高了代码的执行效率,同时增加了软件逆向工程分析的难度。     

基于分片融合的代码隐式混淆技术

目前,在代码保护技术研究领域,传统的混淆方法具有明显的混淆特征,分析人员可根据特征对其进行定制化的去混淆处理.为此,提出了一种基于分片融合的代码保护技术,通过在源代码层面将目标代码按照语法规则进行代码分片,依据执行顺序与语法规则,将分片插入另一程序的不同位置,在修复函数调用过程与数据关系后,形成可正常运行两个代码功能的融合后代码.在实验部分,对混淆后的代码,从运行效率、代码复杂度影响、代码相似性这3个维度,与其他混淆技术进行对比.从测试结果可以看出:基于分片融合的代码隐式混淆技术能够有效地模糊代码语义,改变控制流特征,且没有明显的混淆特征.因此,融合技术在对抗多种相似性对比算法的能力上有明显优势.