基于線程關系的軟件水印信息處理方法技術

本發明專利技術涉及一種基于線程關系的軟件水印信息處理方法，該方法包括軟件水印的嵌入過程和提取過程，所述的嵌入過程包括以下步驟：預處理軟件水印和宿主程序，生成軟件水印矩陣；監測宿主程序的執行過程，生成線程關系矩陣；置亂線程關系矩陣，得到亂序線程關系矩陣；將軟件水印矩陣嵌入亂序線程關系矩陣中，并進行逆置亂處理，還原為順序線程關系矩陣；根據順序線程關系矩陣修改宿主程序的源代碼，得到已嵌入軟件水印的最終程序；所述的提取過程與提取過程相反，由嵌入有軟件水印的宿主程序中提取的線程關系矩陣，進行置亂后提取出軟件水印矩陣，再從軟件水印矩陣中提取軟件水印。與現有技術相比，本發明專利技術利用程序中已存在的線程之間的關系來嵌入軟件水印，并通過檢測帶軟件水印的程序中線程關系來提取軟件水印，具有數據率、隱蔽性和抵抗性高的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種軟件水印信息處理方法，尤其是涉及一種。
技術介紹
數字版權的保護一直是一項艱巨的任務，在網絡時代，數字產品的分發變得愈加容易，版權保護的現狀更是不容樂觀。隨著軟件產品市場份額的增加，軟件保護成為一個迫切的問題。軟件水印技術是所有軟件保護方式中重要的一種，它將標志版權的秘密信息嵌入到要保護的軟件文件中達到保護的目的，這些秘密信息不易被察覺，并且難以清除，在需要的時候可以提取出來證明該文件的版權所有。由于軟件水印能夠在盜版發生后有效驗證版權，并且軟件水印有著高度不可察覺性，它的存在并不影響保護軟件的使用感覺，因此適合軟件推廣、共享軟件傳播等許多使用情景。 軟件水印的性能可以通過可信度、數據率、成本、隱蔽性、抵抗性等指標進行衡量。根據這些評價標準，目前的軟件水印技術存在以下不足(I)軟件水印技術的研究起步較晚，缺少完善的理論基礎，軟件水印方法在種類和數量上還不夠豐富。(2)通用性不好，絕大多數算法需要在擁有源代碼或java字節碼的基礎上進行，適用于市場上眾多已編譯的可執行文件的算法很少，能夠同時在java字節碼和本地代碼中使用的更是缺乏。(3)軟件水印和宿主程序結合不緊密，沒有充分利用宿主程序中已有的內容，這一方面導致嵌入軟件水印后的程序體積明顯變大，另一方面使軟件水印和載體程序之間產生一條明顯的界線。如GTW算法中軟件水印嵌入在不執行的代碼中，容易通過統計方式查知。再如CT算法中，隱藏軟件水印的圖的生成過程和程序的正常流程缺少必要聯系，很容易遭到逆向攻擊者懷疑。(4)已有的軟件水印算法往往只能應對某些特定的攻擊，對許多正常程序變形缺少免疫力，例如優化、混淆以及壓縮和加密等操作。(5)不少軟件水印算法效率較低，不能嵌入較大的信息。
技術實現思路
本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種數據率、隱蔽性和抵抗性高的。本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現一種，該方法包括軟件水印的嵌入過程和提取過程，所述的嵌入過程包括以下步驟Al)預處理軟件水印和宿主程序，將軟件水印表示為矩陣的形式，生成軟件水印矩陣；A2)監測宿主程序的執行過程，生成線程關系矩陣；A3)對步驟A2)生成的線程關系矩陣進行置亂處理，得到亂序線程關系矩陣；A4)將軟件水印矩陣嵌入亂序線程關系矩陣中，并進行逆置亂處理，還原為順序線程關系矩陣；A5)根據步驟A4)獲取的順序線程關系矩陣修改宿主程序的源代碼，得到已嵌入軟件水印的最終程序；所述的提取過程包括以下步驟BI)監測嵌入有軟件水印的宿主程序的執行過程，獲取包含軟件水印矩陣的線程關系矩陣；B2)將包含軟件水印矩陣的線程關系矩陣進行置亂處理，獲取亂序線程關系矩陣；B3)根據嵌入過程中的對應關系從亂序線程關系矩陣中提取出軟件水印矩陣；B4)從軟件水印矩陣中提取軟件水印。 所述的步驟A2)中通過調試器監測宿主程序的執行過程，記錄宿主程序的線程關系，并對線程關系進行編號，再根據帶有編號的線程關系生成線程關系矩陣。所述的置亂處理采用Arnold變換。所述的線程關系矩陣中的至少兩個元素對應軟件水印矩陣中的一個元素。與現有技術相比，本專利技術利用程序中已存在的線程之間的關系，通過添加少量線程或者不添加線程，修改利用這些線程間的關系來嵌入軟件水印，并通過檢測帶軟件水印的程序中線程關系來提取軟件水印，包括以下幾個優點(I)數據率高，方便嵌入圖像等較大體積的軟件水印。(2)隱蔽性好，軟件水印嵌入前后程序大小變化不明顯，程序的運行速度也基本影響不大。(3)高抵抗性能夠抵抗市場上大部分軟件分發過程中的變換，對針對線程的攻擊方式也有很強的抵抗能力。附圖說明圖I為本專利技術的軟件水印嵌入過程示意圖；圖2為本專利技術的軟件水印提取過程示意圖。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術進行詳細說明。實施例一種，該方法包括了軟件水印的嵌入過程和提取過程，其中嵌入過程如圖I所示第一步，對軟件水印和宿主程序進行預處理，將軟件水印表示為矩陣的形式，生成軟件水印矩陣。對于直接可以對應為一個矩陣的圖像形式的軟件水印來說，這一過程可以省略。第二步，由于本專利技術基于宿主軟件的線程關系，而線程間關系有多種類型，在實際過程中可以根據宿主程序本身情況選擇最合適的關系類型，如線程執行的先后順序關系，線程執行過程中的主控制關系等等。為了利用并修改線程間的關系，需要獲得宿主程序的現有線程關系，通過調試器監測宿主程序的執行過程，記錄宿主程序的線程關系，并對線程關系進行編號，再根據帶有編號的線程關系生成線程關系矩陣。第三步，對宿主程序運行后生成的線程關系矩陣進行置亂處理，本實施例中采用Arnold變換將線程關系矩陣進行置亂處理，打散線程關系矩陣。第四步，將軟件水印矩陣嵌入亂序線程關系矩陣中，為了增加對于惡意攻擊的抵抗性，使用量化技術使線程關系矩陣中的多個元素對應軟件水印矩陣中的一個元素，從而線程關系矩陣中的元素即使被篡改，也不一定能夠篡改軟件水印數據。本實施例中，根據嵌入的軟件水印一個元素的值對應的4個線程關系矩陣中元素的奇偶性。軟件水印元素的值為O或為I的可能性相同，因此這四個元素有一半的可能不需要修改。同時由于線程關系矩陣多屬于稀疏矩陣，即線程關系矩陣中大部分值為0，因此即使修改也只需要將這4個元素中的一個O修改為I即可。第五步，將嵌入有軟件水印矩陣的亂序線程關系矩陣進行逆置亂，恢復成順序線程關系矩陣。 第六步，由于在線程關系矩陣中嵌入了軟件水印矩陣，對宿主程序進行修改以反映線程關系矩陣的改變，通過確定線程關系矩陣在嵌入軟件水印前后變化的值的位置，確定它影響的兩個線程，再根據選擇的關系類型修改宿主程序源代碼中對應線程處代碼，完成所有變動元素對應的線程修改后，就可得到嵌入軟件水印后的最終程序。由于軟件傳播過程中的各種常規變化不會對線程關系造成影響，同時軟件使用者由于沒有軟件的源代碼，因而不能夠完全明確線程間的關系，貿然進行修改會造成軟件不能正常使用，因而利用基于線程關系的軟件水印有著較高的安全性。軟件水印的提取過程如圖2所示，該過程相對嵌入過程相對簡單，包括以下幾個步驟第一步，監測嵌入有軟件水印的宿主程序的執行過程，獲取包含軟件水印矩陣的線程關系矩陣。第二步，將包含軟件水印矩陣的線程關系矩陣進行置亂處理，獲取亂序線程關系矩陣。第三步，根據嵌入過程中的對應關系從亂序線程關系矩陣中提取出軟件水印矩陣；第四步，從軟件水印矩陣中提取軟件水印。權利要求1.一種，其特征在于，該方法包括軟件水印的嵌入過程和提取過程，所述的嵌入過程包括以下步驟 Al)預處理軟件水印和宿主程序，將軟件水印表示為矩陣的形式，生成軟件水印矩陣； A2)監測宿主程序的執行過程，生成線程關系矩陣； A3)對步驟A2)生成的線程關系矩陣進行置亂處理，得到亂序線程關系矩陣； A4)將軟件水印矩陣嵌入亂序線程關系矩陣中，并進行逆置亂處理，還原為順序線程關系矩陣； A5)根據步驟A4)獲取的順序線程關系矩陣修改宿主程序的源代碼，得到已嵌入軟件水印的最終程序； 所述的提取過程包括以下步驟 BI)監測嵌入有軟件水印的宿主程序的執行過程，獲取包含軟件水印矩陣的線程關系矩陣； B2)將包含軟件水印矩陣的線程關系矩陣進行置亂處理，獲取亂序線程關系矩陣； B3)根據嵌入過本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于線程關系的軟件水印信息處理方法，其特征在于，該方法包括軟件水印的嵌入過程和提取過程，所述的嵌入過程包括以下步驟：A1)預處理軟件水印和宿主程序，將軟件水印表示為矩陣的形式，生成軟件水印矩陣；A2)監測宿主程序的執行過程，生成線程關系矩陣；A3)對步驟A2)生成的線程關系矩陣進行置亂處理，得到亂序線程關系矩陣；A4)將軟件水印矩陣嵌入亂序線程關系矩陣中，并進行逆置亂處理，還原為順序線程關系矩陣；A5)根據步驟A4)獲取的順序線程關系矩陣修改宿主程序的源代碼，得到已嵌入軟件水印的最終程序；所述的提取過程包括以下步驟：B1)監測嵌入有軟件水印的宿主程序的執行過程，獲取包含軟件水印矩陣的線程關系矩陣；B2)將包含軟件水印矩陣的線程關系矩陣進行置亂處理，獲取亂序線程關系矩陣；B3)根據嵌入過程中的對應關系從亂序線程關系矩陣中提取出軟件水印矩陣；B4)從軟件水印矩陣中提取軟件水印。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：曾國蓀，王偉，許金超，
申請(專利權)人：同濟大學，上海紅神信息技術有限公司，
類型：發明
國別省市：