قفل های نرم افزاری چگونه طراحی می شوند؟

▪ تعریف قفل های نرم افزاری: به هر برنامه ای که کنترل کپی آن فقط از طریق نرم افزار و بدون نیاز به سخت افزار اضافی قابل انجام باشد, گویند.
▪ تعریف قفل های سخت افزاری: به هر برنامه ای که کنترل کپی آن از طریق سخت افزار اضافی قابل انجام باشد, گویند.
با توجه به تعاریف فوق می توان به تفاوت قفل های سخت افزاری و نرم افزاری پی برد. قفل های سخت افزاری با توجه به 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 توجه به 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 ... می تواند تصمیم گیری نماید. اما در قفل های نرم افزاری برنامه بدون نیاز به سخت افزار اضافی و با کنترل رسانه ذخیره سازی می تواند تصمیم گیری کند. ضمنا لازم به توضیح است که هدف از طراحی قفل های نرم افزاری/ سخت افزاری این نیست که هیچکس توانایی شکستن ( باز کردن ) آنرا ندارد بلکه مقصود بالا بردن سطح کنترل کپی های غیر مجاز تا حد ممکن می باشد. ( چرا که می دانیم اطلاعات همه در یک سطح نیست. )
● طریقه استفاده از قفل نرم افزاری در برنامه مورد نظر
با توجه به نوع کاربرد برنامه ( کوچک وقابل 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 چگونه از یک قفل منتخب استفاده نمائیم؟
جواب این سوال متغییر و وابسته به شرایط زیر می باشد:
الف) اعتقاد طراح نرم افزار به اینکه کاربر حتما باید آنرا 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 در حالتی که طراح واقعا سخت گیر باشد, می تواند در زمان های مشخصی از وجود قفل اطمینان حاصل نماید ( مثلا هر ۴ ثانیه ). 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 گذاشته ( یعنی برنامه نیازی به قفل نداشته باشد ) اما 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 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, کافیست آنرا 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 یکسری برنامه های ارزشمندی برخورد می کنیم که فاقد قفل هستند, بنابراین نیاز به قفل گذاری وجود دارد. ( البته این حالت بیشتر در کشور ما و چند کشور دیگر که در آن ها قانون Copyright معنی ندارد, کاربرد دارد. ) جهت تزریق قفل به این گونه برنامه ها, نیاز به آشنایی کامل به 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 اینکار بهترین زبان برنامه نویسی, اسمبلی می باشد. ( بدلیل توانایی دخالت در روند اجرای برنامه )
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 در برنامه گنجانده شوند. کدهای ضد دیباگ, دستوراتی به زبان اسمبلی هستند که در حالت اجرای عادی برنامه, هیچ تغییری در روند اجرای نمی گذارند بلکه در صورتی که برنامه توسط دیباگرها اجرا گردد ( مورد ارزیابی قرار گیرد ) بتواند از اجرای آن جلوگیری نماید. با اضافه کردن کد های ضد دیباگ به ابتدای برنامه ( یا قبل از کنترل قفل ) می توان احتمال دستکاری در برنامه را پائین آورد. ( نحوه نوشتن کد های ضد دیباگ در پیوست A آورده شده است.)
● آشنایی با روش های قفل گذاری و نحوه طراحی آن ها
۱) 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. یک راه ساده جهت خواندن شماره سریال, اجرای دستور VOL بصورت شکل مقابل است:
VOL >>C:DOSLCK.TMP
بعد با باز کردن فایل LCK.TMP, می توانیم به محتویات آن دسترسی پیدا کنیم. راه دیگر مراجعه به Boot Sector جهت کنترل قفل می باشد.
ضریب اطمینان این قفل در مورد دیسکت ها, ۵%-۲% بوده و در رابطه با هارد دیسک ۶۰%-۵۰% می باشد. دلیل این اختلاف این است که در حالت قفل دیسکتی با کپی Boot Sector, قفل بر روی دیسکت دیگر قرار خواهد گرفت اما در رابطه با هارد دیسک اینکار به سادگی انجام پذیر نیست.
۲) 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 آنرا 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 حد اقل ممکن برسد.
درصد اطمینان این نوع قفل ۷۵%-۶۵% می باشد.
۳) 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 آنرا با شماره کلاستری که قبلا توسط برنامه نویس بر روی یکی از فایل های برنامه ( ممکن است بصورت کد شده باشد ) قرار داده شده, مقایسه کرده و در صورت برابر بودن اجرا می شود. این نوع قفل نسبت به قفل قبلی ( شماره ۲ ) استفاده کمتری داشته چرا که در صورتیکه 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 ۸۰%-۷۰% می باشد.
۴) 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 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 دانیم سیستم عامل جهت دسترسی به اطلاعات یک دیسکت از فرمت خاصی ( ۱۸ سکتور در هر تراک ) استفاده می کند اما اگر یه تراک به صورت غیر استاندارد فرمت شود, ( مثلا ۱۹ سکتور در تراک ) سیستم عامل دیگر توانایی استفاده از سکتورهای غیرمجاز را نخواهد داشت 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. مانیز از همین روش جهت طراحی قفل مورد نظر مان استفاده می کنیم. بصورتیکه تراک آخر دیسک را بصورت یک سکتوری و با شماره ۲۰ فرمت می کنیم. سپس جهت کنترل دیسکت به سکتور فوق مراجعه کرده و در صورت وجود, کنترل برنامه را پی می گیریم. البته غیر از تغییر شماره سکتور می توان از اندازه غیر مجاز نیز استفاده کرد یعنی بجای اینکه سکتورها را بصورت ۵۱۲ بایتی فرمت کنیم, از اندازه ۱۰۲۴, ۲۰۴۸ و ... استفاده می 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 ۹۵%-۸۵% می باشد.
۵) قفل با استفاده از شماره سریال ساختگی
این روش قفل گذاری که قویترین قفل می باشد, بصورت مخلوطی از روش های ۱ و ۴ 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 ۹۸%-۹۰% می باشد.

منبع : جنوبی‌ها