Защита от копирования: способы, базирующиеся на временных параметрах

Более интересный способ защиты опирается на измерение внутренних временных характеристик системной платы. Три основные подсистемы доступны для таких измерений: CPU, память, подсистема ввода/вывода (См. приложение E). Фактические различия могут оказаться неожиданно большими.

                   Табл. Параметры системных плат четырех разных машин.

Значения, показанные в таблице,  являются усредненными,  и получены после многократного запуска программы .  Действительные значения могут отличаться от означенных выше приблизительно на ё4. Системы (A) и (B) имеют два последовательных серийных номера, но могут быть легко отличимы друг от друга по временной характеристике ввода/вывода (Порт 0Ch,  использовался первый контроллер DMA).  Следует также заметить,  что  интервал времени  ввода/вывода  очень чувствителен к режиму процессора (реальный или защищенный), а временные параметры CPU и памяти почти одинаковы в обоих режимах.

#pragma inline
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <dos.h>
#include <alloc.h>

#define INSTRUCTIONS    (16*1024u)

void init_timer_channel( unsigned char channel )
{
asm     pushf
asm     cli
asm     mov     al, channel
asm     ror     al, 1
asm     ror     al, 1
asm     or      al, 36h
asm     out     43h, al
asm     mov     dx, 40h
asm     add     dl, channel
asm     jmp     $+2
asm     jmp     $+2
asm     xor     al, al
asm     out     dx, al
asm     jmp     $+2
asm     jmp     $+2
asm     out     dx, al
asm     popf
}

unsigned
read_sound_timer( void )
{
/*
*      ! This function should not change any register except AX !
*/
asm     mov     al, 80h
asm     out     43h, al
asm     jmp     $+2
asm     jmp     $+2
asm     in      al, 42h
asm     jmp     $+2
asm     mov     ah, al
asm     in      al, 42h
asm     xchg    ah, al
asm     neg     ax
return _AX ;
}

#define disable_count() (outportb(0x61,inportb(0x61)&(unsigned char)~1))
#define enable_count()  (outportb(0x61,inportb(0x61)|(unsigned char)1))

void instruction_fill( char far *buf, unsigned cnt, char instr[ 2 ] )
{
while( cnt-- > 0 ){
*buf++ = instr[ 0 ] ;
*buf++ = instr[ 1 ] ;
}
*buf++ = 0xCB ; /* retf */
}

unsigned
measure( char far *routine )
{
unsigned        time ;

init_timer_channel( 2 ) ;
disable_count() ;
asm     push    cs
asm     lea     ax, ret_point
asm     push    ax
asm     les     bx, routine
asm     push    es
asm     push    bx
asm     xor     dx, dx
asm     mov     bx, 1
asm     cli
enable_count() ;
asm     mov     ax, bx
asm     retf
asm     ret_point       label   near
disable_count() ;
time = read_sound_timer() ;
asm     sti
return time ;
}

int
main( int argc, char *argv[] )
{
char    far     *buf ;
unsigned        idle_time ;
unsigned        CPU_mark, mem_mark, DMA_mark ;

if( ( buf = farmalloc( INSTRUCTIONS * 2 + 1 ) ) == NULL ){
perror( "No memory" ) ;
return -1 ;
}
instruction_fill( buf, 0, NULL ) ;
idle_time = measure( buf ) ;
instruction_fill( buf, INSTRUCTIONS, "\xF7\xF3" ) ;
CPU_mark  = measure( buf ) - idle_time ;                /* div bx       */
instruction_fill( buf, INSTRUCTIONS, "\xC4\x07" ) ;
mem_mark  = measure( buf ) - idle_time ;                /* les ax, [bx] */
instruction_fill( buf, INSTRUCTIONS, "\xE6\x0C" ) ;
DMA_mark  = measure( buf ) - idle_time ;                /* out 0Ch, al  */
printf( "Idle time   = %u\n", idle_time ) ;
printf( "CPU mark    = %u\n", CPU_mark ) ;
printf( "Memory mark = %u\n", mem_mark ) ;
printf( "DMA mark    = %u\n", DMA_mark ) ;
return 0 ;
}

К вопросу об индивидуальных параметрах ПЭВМ

Кроме копирования ГМД «диск в диск», возможно копирование только информационных или исполняемых файлов на Другую ПЭВМ. При этом для определения факта переноса на другую ПЭВМ, помимо проверки некопируемых меток на винчестере, можно учитывать и стабильные индивидуальные или редко встречающиеся параметры аппаратной части ПЭВМ.
К ним можно отнести:

• серийные номера процессора, микросхемы BIOS;
• стандартную аппаратную конфигурацию данной ПЭВМ;
• содержание ПЗУ;
• частотные и временные характеристики узлов ПЭВМ.

Недостатком данного метода является то, что процессоры Intel 8086, Intel 80286 не имеют серийного номера, который можно было бы считать программными средствами; содержание ПЗУ для некоторых экземпляров ПЭВМ бывает одинаково; дата создания микросхемы BIOS отсутствует или одинакова у ПЭВМ типа IBM PC/XT. Поэтому, учитывать только эти параметры недостаточно для надежной идентификации ПЭВМ.

Кроме выделенных параметров для ПЭВМ, имеющих энергонезависимую память (для работы часов и хранения конфигурации), возможно записывать свою информацию в эти области памяти и далее проверять ее наличие и содержание. Такая метка очень легко ставится и так же легко находится, поскольку свободной памяти в CMOS мало.

Кроме того, в последнее время широкое распространение получили продукты, которые используют плату расширения BIOS'a (аппаратно-программная антивирусная защита VIRUS ELENINATOR, плата шифрования Krypton-3 и т. д.). В том случае, если Ваше программное обеспечение достоверно используется на ПЭВМ, оснащенных расширением BIOS'a, возможно проверять его наличие или анализировать фрагменты кода или данных в этих расширениях BIOS'a. Это не составляет труда, поскольку расширение имеет легко определяемый адрес сегмента.

; считывание даты создания BIOS
; дата создания BIOS находится в ПЗУ по адерсу F000:FFF5 и занимает 8 байт в
; формате мм / дд / гг, где: мм – месяц, дд – число, гг – две последние цифры года             .   .   .
; в этой переменной разместится считанная дата создания BIOS
d –date db 8 dup (0)
.   .   .
mov     ax , 0F00h
mov     es , ax
mov     bx , 0FFF5h
xor       di , di
m:        mov     ax , es : [ bx ]
mov     b_date [ di ] , ax
add      di , 2
add      bx , 8
cmp     di , 8
jne       m
; вывод строки на экран
mov     dx , offset b_date
mov     ah , 09h
int        21h

; Считывание слова аппаратной конфигурации ПЭВМ.
mov     ax , 0410h
mov       es , ax
mov     bx , 0
mov     ax , es : [ bx ]
; в регистре АХ получено слово аппаратной конфигурации

; биты                         содержание

; 0                               наличие дисковых устройств
; 1                               наличие сопроцессора
; 2-3                            размер RAM
; 4-5                            текущий видеорежим
; 6-7                            число дисководов
; 8                               наличие DMA контроллера
; 9-11                          число RS232 портов                       
; 12                             наличие игрового адаптера
; 14-15                        число установленных принтеров

Что касается частотных параметров, то их проверка сопряжена с риском изменения из-за температурной или иной нестабильности. Особенно это касается частот" строчной и кадровой развертки видеотерминала. Достаточно стабильным являются временные параметры механической части (время передвижения головок) винчестера (ЖМД).