Java 编译、反编译、反反编译

2019-11-18 12:05:58

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供稿：网友

　　「盗版」的行为，天天都在我们的周遭上演，所以今年五月由BSA（商业软件联盟）和法务部发起的「反盗版」活动，着实让大家风声鹤唳了好一阵子。但是，即使在这样诡谲的气氛之下，由大专院校学生为主的「反反盗版」活动，到也振振有词，轰轰烈烈地攻占媒体版面。有「盗版」，就有「反盗版」；有「反盗版」，就有「反反盗版」，这个世界就是这么一回事。
　　
　　同样的道理，有「编译」（compile），就有「反编译」（decompile）；有「反编译」，就有「反反编译」。对于java和.NET这种虚拟机器的中间码来说，尤其明显。
　　
　　Java程序编译后的结果是Java Bytecode，而.NET编译后的结果是CIL（Common Intermediate Language），两者都具有下列的特性：
　　
　　-同为堆栈式（stack-based）指令集。
　　
　　-同为高阶面向对象机器语言
　　
　　-和平台无关
　　
　　-Code Validation
　　
　　-Symbolic Link
　　
　　上述任何一点特色，都可以让程序变得更轻易反编译，全部五点结合起来更是不得了。所以要反编译Java和.NET可以说是相当轻易的。网络上就到处流传着Java的反编译器（decompiler），可以把编译后的档案反推出原始码，
　　相信不久之后.NET也会碰到一样的问题。（至少，喜欢搞破坏的我就正尝试着写一个.NET decompiler。）
　　
　　试想，假如你将辛辛劳苦开发出来的Java和.NET程序交给别人（蔡学镛？），他只要透过反编译器，就可以推出源码，你的智能财产很可能会受到侵犯。
　　
　　想要保护自己，你必须在Java或.NET软件出货前，进行反反编译，这个动作通常称为混淆（obfuscate）。被混淆过的程序代码，依然遵照原来的档案格式和指令集，所以依然可以执行，执行结果也和混淆前一样。只是被混淆过的程序代码变得更乱，更不轻易被反编译成功。
　　
　　有的Java开发工具（例如JBuilder）有内附混淆器（obfuscator），或者你也可以购买功能更强大的混淆器。这些商业的混淆器通常只做三件事：
　　
　　-将每一个method内部用更乱的方式组织。
　　
　　-将Java Constant Pool，或.NET metadata内可以消除的Symbolic Data消除例如PRivate method的名字）。
　　
　　-将debug信息（例如Java的LocalVariableTable与LineNumberTable）全部删除。
　　
　　Obfuscator的作用假如只是如同上述一般，只有method局部的作用，效果不大。
　　
　　欲大幅度地增加反编译的难度，必须搭配下列的方式：
　　
　　-Class内的混淆：将class内的method互相混淆。
　　-Class之间的混淆：将class之间的关系混淆，例如将父类别和子类别合并或拆解等。
　　
　　有一些学术论文有对上述两点做出研究，但成效仍然不大，而且必须手动调整，无法由软件自动处理。这方面值得大家投入更深入的研究。
　　
　　混淆过的程序会碰到下面的问题：
　　
　　-通常效率会变差
　　
　　-可能无法执行。我欲过这样的情况，有可能是混淆器的错，也有可能是JVM的错。
　　
　　假如进行「Class之间的混淆」，稍有不慎，就很可能会无法执行。例如：Java程序中假如有用到instanceof，或者C#程序中有用到is，就要很小心的进行「Class之间的混淆」，否则后果不堪设想。
　　
　　混淆的目的有两个层次：
　　
　　1.　让程序无法被自动反编译：例如做出一些非凡的跳跃（goto），让程序区块
　　（block）的关系无法被找出特定的pattern。
　　
　　2.　让程序就算被反编译成功，也不轻易被程序员阅读理解：想办法加入一些不易被识破的程序代码来欺骗程序员。
　　
　　Obfuscator不是万灵丹，假如遇上了一个精通obfuscating技术的人，佐以profiling工具，原始码还是会落入他的手中。所以，使用obfuscator时，你必须有这样的心理预备：「防君子，不妨小人；防笨蛋，不防聪明人」。尽可能将软件放在server改为提供service，而不将软件卖到客户手上，这才是上策。

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