CN1079973C - 软件编码,译码方法及软件编码,译码系统 - Google Patents

软件编码,译码方法及软件编码,译码系统 Download PDF

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Abstract

使用两种或更多种编码算法的软件编码方法，同时使用与之对应的译码算法进行译码处理。在软件编码过程中，将编码算法组合信息与编码软件一同传送给用户。而在译码过程中，根据前述的算法组合信息选择译码装置所拥有的相对应算法，对前述已编码软件进行译码。还提供了相应的软件编码及译码系统，利用两种以上算法的组合，防止对软件的非法译码。

Description

软件编码、译码方法及软件编码、译码系统
本发明涉及用于对字符、语音、动画、静止图像、程序或其它数据进行编码的技术，还涉及用于对这类编码数据进行译码的技术。
就软件销售方式而言，可能运用的方法是：对字符、语音、动画、静止图像、程序或其它数据编码，并将这种数据存储在软盘、只读光盘(CD-ROM)、磁光盘(MO)或其它媒体上，然后出售这些媒体；还可能使用的方法是：对所述数据编码并通过通信线路将这种数据传送给用户。当然还可以采用一些其它方法。
在现有的这类编码方法中，供应者例如用单一的算法对程序进行编码，然后再将其提供给用户，而用户必须使用由所述供应者提供的所谓“密钥”程序进行译码操作。
然而，当非法用户破译了用户所拥有的“密钥”程序时，就有可能出现基于译码结果的备份工具。如果大量的这种备份工具得以传播，就会使供应者损失惨重。
本发明旨在解决上述问题，其借助于这类软件具有仅经过很短周期就面临升级这一特殊特性而产生。因此，本发明提供一种编码组合方法，用此方法可以周期性地或在每次软件升级时改变编码算法。
本发明运用两种或更多编码基本算法对软件进行编码。相反地，也需要为软件译码处理(软件译码设备)准备与所述的两种或更多编码基本算法相对应的译码基本算法。然后，软件编码设备将关于编码算法的组合信息连同已编码的软件一起，传送到软件译码装置(软件译码设备)。
上述编码基本算法意味着在将输入数据行转换成随机数据行时所需的处理最少。例如，将输入数据行转换成重排数据行或置换数据行。此外，可以输出输入数据行与其它随机数据行的“异或”。
软件译码装置基于前述的算法组合信息，选择它拥有的译码基本算法，并对前述已编码的软件译码。
在前述编码装置中，当把软件输入到软件编码设备中，运用自愿选择的基本算法组合(例如A1和A3)对其进行编码。以只读光盘的形式或通过通信线路将已按此方式编码的软件销售给用户。用户借助于他/她所拥有的译码设备对这类已编码的软件进行译码。此时，用户根据编码设备所使用的编码组合信息(例如
Figure C9610201400081
)对相关编码软件进行译码。可以将这一组合信息与已编码软件在同一媒体上或不同媒体上交付给用户，或者与非描述性密钥信息(K)一起传送给用户。
此外，可以在更新之前使用一种算法对组合信息进行编码。
用此方式，例如，若每个算法都相对较容易分析，那么这些算法的组合就会增加分析的难度。于是，例如，若每个算法本身都比较容易被识破，但由于存在许多种可能的算法组合，所以就需要大量时间与努力来分析算法的组合，从而使实际的分析工作变得相当困难。即使分析有可能成功，但因为每次软件升级时都运用了新的算法组合对软件编码，同时软件升级周期也相当短，所以足以覆盖这种分析成功的可能性。
事实上，很多冒险者总是对无数的编码算法组合进行挑战，他们不可能放弃破译软件的嗜好。
图1是本发明的原理图；
图2是本发明较佳实施例的硬件配置图；
图3是本发明较佳实施例系统配置的功能性方框图；
图4是表示本发明较佳实施例的一种算法表的解释性示意图；
图5是表示一种转置型算法的一个具体实例的示意图；
图6是表示一种字符转换型算法的一个具体实例的示意图；
图7是表示一种“异”(exclusive)算法的一个具体实例的示意图；
图8是表示一种乘法型算法的一个具体实例的示意图；
图9是表示DES型组合处理的一个具体实例的示意图；
图10是表示ENIGMA组合的一个具体实例的示意图；
图11是表示将转置算型算法(A1)与字符转换型算法(A3)相组合以进行ENI GMA型组合处理的一个具体实例的示意图；
图12是表示对已经经过图11所示的组合处理编码后的软件进行译码的一个具体实例的示意图；
图13表示本发明硬件配置的示意图；
在详细解释本发明的较佳实施例之前，先介绍一下本发明的基本原理。
如图1所示，在本发明中，在需要对软件编码时使用两种或两种以上编码基本算法；反之，对于软件的译码处理(软件译码设备)，则准备有与这些编码基本算法相对应的译码基本算法。此外，软件编码设备将关于编码基本算法的组合信息，连同已编码的软件一起，传送给软件译码装置(软件译码设备)。
软件译码装置根据前述的基本算法组合信息，选择它所拥有的译码基本算法，并对上述已编码的软件进行译码。
用此方法，当把软件输入到软件编码设备之中时，运用自愿选择的基本算法组合(例如A1和A3)对其进行编码。以只读光盘的形式或通过通信线路将已按此方式编码的软件销售给用户。用户借助他所拥有的译码设备，对这类已编码的软件进行译码。这时，用户根据编码设备所使用的编码组合信息(例如
Figure C9610201400101
)，对相关编码软件进行译码。可以将此组合信息与已编码软件在同一媒体上或在不同媒体上交付给用户，或者与非描述性密钥信息(K)一起传送给用户。
图2和图13表示了本发明一个较佳实施例的软件编码设备的硬件配置。
在计算机的主体(BDY)上安装有IC卡槽(ICR)、软盘驱动器(FD)和硬盘驱动器(图中未示出)。
可以将调制解调器(MDM)与接收器(图中未示出)做在计算机主体(BDY)之内，并通过电缆或经过ANT的无线路由发送与接收数据。
键盘(KEY)和鼠标器(MOU)可作为输入设备与计算机主体(BDY)相连。
显示器(CRT)和打印机(PRN)作为输出设备与计算机主体(BDY)相连。
光盘驱动器(MOD)作为另一外部存储设各与计算机主体(BDY)相连。
在图中，BUS是总线，代表控制总线与数据总线。CPU是使用32位或64位处理器的中央处理单元。MEM是存储器，其由后续将要描述的编码组合表及一个由操作域所规定的地址所设定。KEY是键盘，它用来将命令输入到该设备，亦用于输入密钥信息(K)。FD是软盘设备，其读出软件执行编码处理。
尽管图中只表示了用软盘作为软件供应装置，但是不应将其局限于此，也可以使用磁光盘或通信线路等。此外，存储器MEM或中央处理单元CPU中的缓冲器也可以作为软件供应装置。
ICR是IC卡读入器；可以用符合JEIDA(日本电子工业发展协会)标准的PCMCIA卡来装备本系统。在本发明较佳实施例中，以下将要描述的算法A1，A2，A3…An是通过将其存储在该IC卡上来提供的。较为理想的是对该IC卡进行物理保护，例如由于用户错误地打开该卡造成算法数据被完全擦掉、或者阻止卡的读出。此外，可按一预先固定的周期改变该卡上的多算法配置。如果周期性地更新存储在该卡上的算法配置或内容，就可以将软件的译码限制在一给定周期，使其可作为演示软件，或是某些限定用户的特殊系统软件来使用。
MOD是磁光盘设备，它能够对容量为100兆字节或容量更大的磁光盘进行读/写操作。而且，IF是通信接口，它与一外部通信线路相连。
降以上述设备配置之外，也可连接其它设备，如CD-ROM采样设备。
尽管以上只解释了图2中的软件编码设备，但软件译码设备也具有相同的配置。但是，当该设备被用作为软件译码设备时，可能还需提供CD-ROM驱动器。换句话说，CD-ROM更适合作为分送语音、静止图像、动画和其它大量数据的媒体。
图3表示了本发明较佳实施例系统配置的功能性方框图。图中上半部分表示了软件编码设备的功能，而下半部分表示了软件译码设备的功能。
以下内容可用于解释图3中所示的功能与图2中所示的硬件之间的关系。图3所示的算法程序(A1，A2，…An)通过存储在IC卡上来提供；而选择处理、组合处理和组合程序处理则是一些通过使用中央处理单元(CPU)来实现的功能；密钥信息(K)是利用键盘(KEY)输入的；软件存储文件是通过软盘设备(FD)或磁光盘设备(MOD)输入的，并被写到存储器(MEM)之中。
下面结合图3中解释软件编码处理。
首先，中央处理单元(CPU)通过选择处理确定那些用于软件编码处理的基于算法。在此，执行处理从而确定出两种或更多种的算法程序。例如，可以通过利用一些算法表，如图4所示的、已建立在存储器(MEM)之中的那些算法表，来完成算法的确定。
如图4所示，在算法表中以矩阵形式提供n个算法(A1，A2，…An)。按此方法，当使用n个基本元素(算法)形成两种算法的独立组合时，在允许重叠时，则可以形成n2种算组合。
反之，在对n个基本元素(算法)的任意数目按串接(tandentconnection)方式组合的情况下，当对每一元素(算法)进行不同行组合时，则可以获得最大值为n!种的算法组合。此外，当允许行重叠组合(交换)时，则可以形成最大值为nn种的算法组合。
例如，算法A1和A2可以组合形成
Figure C9610201400121
A2；三种算法可以组合成(例如) A3。而且，同一算法也可以按L步形成组合，例如
Figure C9610201400132
…A1。
按此方式，在本发明较佳实施例中，由于可以形成多种算法组合，所以即使单独的基本算法本身比较容易分析，但将它们组合在一起就可以形成一种难于分析的算法。
下面解释一个具体的算法例子。图5表示转置型基本算法的例子。换言之，在此算法中，建立密钥连接交换开关程序，对每8位数据各个位的位置进行转置，然后再将其输出。由外部信息源提供的密钥信息(K)对转置位置进行控制。此外，尽管在图中输入/输出按8一位配置来表示，但并不局限于这种配置。例如，可以将这类转置型算法作为“A1”寄存在前述的算法表中。
图6表示了字符转换型基本算法的一个具体例子。在此算法中，与输入数据相对应的输出数据被放置在一个表中、并被保存起来。此外，尽管在图中输入/输出按3-位配置来表示，实际上并不局于于这种配置。例如，可以将这类字符转换型算法作为“A2”寄存在前述的算法表中。
图7表示了“异”算法的一个具体例子。在此算法中，例如，可以对每位数据，使用密钥信息(K)进行“异”逻辑处理。此外，尽管在图中输入/输出按3-位配置来表示，实际上并不局限于这种配置。例如，可以将这类“异”算法作为“A3”寄存在前述的算法表中。
图8表示了乘法型算法的一个具体例子。在此算法中，当输入8位数据时，在经过使用密钥信息(K)的乘法器设备进行乘运算之后，再由输出屏蔽电路时其进行屏蔽，然后将其输出。例如可以将这类乘法型算法作为“A4”寄存在前述的算法表中。
当中央处理单元(CPU)的“选择处理”从上述多个算法中选择了算法时，就可以进行组合处理(编码执行装置)。图9和图10表示了这种组合处理的具体例子。
图9表示DES型组合的例子。
在该算法中，当输入了软件数据时，将其按预先确定的位数(例如在每8位之后)划分成组，并对这些组进行处理。在此，将所述8位数据划分成包含高4位的左半部分数据(D1)和包含低4位的右半部分数据(D2)。
然后用算法A1处理右半部分数据(D2)，并将其作为已编码数据C1加以输出。
将左半部分数据(D1)与前述已编码的数据(C1)一起经过“异”逻辑处理，并作为已编码数据(D1＋C1)加以输出。
反之，用A2算法对包含左半部分数据D1和A1算法输出数据(C1)的异逻辑处理输出数据进行处理，然后作为已编码的数据C2加以输出。对已编码的数据C2与右半部分数据D2一起进行“异”逻辑处理，并作为已编码的数据(D2＋C2)加以输出。
尽管在图9中未给出译码处理，但通过用A1译码算法代替图9中的A1程序、A2译码算法代替A2程序，就足以形成一个译码处理系统。
图10表示一个ENIGMA组合的例子。在该例子中，先用算法A1对输入的软件初步施以变化之后，再用算法A2程序对其施以二级变化。
如图10的右半部分所示，在译码时先用算法A2的译码算法A2-1对其进行初步译码，再用算法A1的译码算法A1-1对其进行二级译码，这样软件就可以恢复到其原始状态。
下面利用图11解释一个算法的更具体的较佳实施例。在该例子中，置换型算法(A1)与字符转换型算法(A2)相组合，并进行ENIGMA型组合处理。
首先为密钥连接交换开关提供密钥信息(K)。该密钥信息(K)是描述如何对输入的8位数据的每一位针对输出进行转置的信息。在图中，将下列密钥信息(K)的设定提供给密钥连接交换开关：位#1→位#7、位#2→位#3、位#3→位#2、位#4→位#5、位#5→位#1、位#6→位#8、位#7→位#6、位#8→位#4。
在此，当把软件数据(常规的字符数据)“0Fh”，即：“00001111”，提供给具有上述密钥信息(K)的密钥连接交换开关时，发生下列置换：位#1的“0”成为位#7、位#2的“0”成为位#3、位#3的“0”成为位#2、位#4的“0”成为位#5、位#5的“1”成为位#1、位#6的“1”成为位#8、位#7的“1”成为位#6、#8的“1”成为位#4、结果，算法A1产生的交换结果是“10010101”，即“95h”。
接着，用字符转换型算法A2，对已由算法A1编码的初步编码数据“95h”进行二级编码。
在此，先将输入数据(95h)划分成包含4位的左半部分和包含低4位的右半部分。然后根据每个转换表对其施以转换。结果，二级编码输出数据变为“00100000”，即“20h”。
接下来执行如图3所示的上部分选择处理、组合处理与组合程序处理，并产生编码的软件。然后将该编码软件保存在诸如MO、CD-ROM、或者软盘等媒体上，并由供应者交付给用户，也可以经通信线路通过接口(I/O)发送给用户。同时也将算法选择次序代码(例如前述的代码“ ”)与已编码软件一起存储在MO、CD-ROM、软盘等媒体上；而对于通过通信线路传送的情况，还可以将代码与编码软件一起沿通信路由发送给用户。此外，也可以通过与前述编码软件不同的独立传送路由发送选择次序代码，例如可以通过电话口头解释选择次序代码。此外，可将选择次序代码与密钥信息(K)一起提供给用户。
用户接收到前述的编码软件与选择次序代码之后，使用用户方面的译码设备，根据前述的选择次序代码信息选择译码算法，并进行组合处理与组合程序处理，从而获得译码的软件。
图12表示译码处理的一个具体例子。
在图中，在把编码软件的编码数据(20h)每8位的高4位划分成左半部分、低4位划分成右半部分之后，先用算法A2-1对其进行字符转换。用置换型基本算法A1-1对由字符转换算法得到的初级编码数据(95h)进行置换，从而获得译码数据“00001111”，即“0Fh”。

Claims (12)

1.一种软件/数据发送和接收方法，包括：
第一生成过程，用于在发送系统中根据多个基本编码算法中的至少两个基本编码算法生成用于对软件/数据进行编码的新的编码算法；
软件/数据编码过程，用于在所述发送系统中通过所述第一生成过程生成的所述新的编码算法对软件/数据进行编码；
输出过程，从所述发送系统向一接收系统输出编码后的软件/数据以及与用于对软件/数据进行编码的所述至少两个基本编码算法的组合安排相关的组合信息；
接收过程，在所述接收系统中接收编码后的软件/数据以及组合信息；
决定过程，根据所述接收过程接收到的组合信息决定至少两个基本译码算法和基本译码算法的组合安排；
第二生成过程，根据所述决定过程决定的基本译码算法和组合安排生成在所述接收系统中对软件/数据进行译码的新的译码算法；和
软件/数据译码过程，在所述接收系统中用所述第二生成过程生成的新的译码算法对编码的软件/数据进行译码。
2.根据权利要求1的软件/数据发送和接收方法，其中所述软件/数据编码过程还包括对组合信息进行编码的过程，并且所述译码过程还包括对组合信息进行译码的过程。
3.一种软件/数据发送系统，包括：
软件/数据提供部分，用于提供软件/数据；
算法提供部分，用于提供多个基本编码算法；
选择部分，从所述算法提供部分提供的多个基本编码算法中选择至少两个基本算法；
编码算法生成部分，用于根据所述算法选择部分选择的至少两个基本编码算法生成用于对软件/数据进行编码的一新编码算法；
编码执行部分，用所述编码算法生成部分生成的新编码算法编码对软件/数据提供部分提供的软件/数据进行编码；和
输出部分，输出由编码执行部分编码的软件/数据和与所述基本编码算法的组合安排相关的组合信息。
4.根据权利要求3的软件/数据发送系统，还包括：
组合信息记录部分，用于记录与所述选择部分选择的基本编码算法的组合安排相关的组合信息；
其中所述输出部分输出从所述组合信息记录部分获得的组合信息以及编码的软件/数据。
5.根据权利要求3的软件/数据发送系统，其中所述的编码执行部分将读出的软件划分成预定数目的位组，每个位组具有特定的位数；所述的编码执行部分还运用所述的至少两种基本算法按并行方式对每个所述位组进行编码处理，并对那些已经组合过的所述位组进行组合；其中所述的至少两种算法是借助于所述选择部分有选择地组合。
6.根据权利要求3的软件/数据发送系统，其中所述编码执行部分将读出的软件划分成预定数目的位组，每个位组具有特定的位数；所述的编码执行部分还按次序运用所述的至少两种基本算法对每个所述位数进行编码处理，并对已组合的所述位组进行组合；其中所述至少两种基本算法是借助于所述选择部分有选择地组合的。
7.一种软件/数据接收系统，包括：
软件/数据接收部分，用于接收编码的软件/数据和与至少两种编码算法的组合安排相关的组合信息；
算法提供部分，用于提供多个基本译码算法；
选择部分，根据所述软件/数据接收部分接收的所述组合信息，基于至少两种基本译码算法和所述基本译码算法的组合安排，从所述算法提供部分提供的多个基本译码算法中选择对软件/数据译码所必须的至少两个基本译码算法；
译码算法生成部分，根据所述算法选择部分选择的至少两个基本译码算法和组合信息中的组合安排生成用于对软件/数据进行译码的一新的译码算法；以及
译码执行部分，用于根据选择的基本译码算法和所述选出的基本算法的组合安排对软件/数据提供部分提供的软件/数据进行译码。
8.根据权利要求7的软件/数据发送系统，其中所述算法提供部分是所述至少两种算法的执行程序，它被保存在一个不受外部信源影响并施加物理包护的记录媒体之中。
9.一种软件/数据发送系统，包括：
软件/数据设置部分，用于设置软件/数据；
算法设置部分，用于从多个基本编码算法中设置至少两种基本编码算法；
编码算法生成部分，用于根据所述算法设置部分设置的至少两种基本编码算法生成新编码算法；
编码执行部分，用于根据编码算法生成部分生成的新的编码算法对来自软件/数据设置部分的软件/数据进行编码；以及
输出部分，用于输出由编码执行部分编码的软件/数据以及在对软件/数据进行编码时使用的所述至少两种编码算法的组合安排相关的组合信息。
10.一种软件/数据接收系统，包括：
软件/数据接收部分，用于接收编码的软件/数据以及与至少两种基本编码算法的组合安排相关的组合信息；
决定部分，用于根据由所述软件/数据接收部分接收的所述组合信息决定至少两个基本译码算法和所述基本译码算法的组合安排；
译码算法生成部分，用于根据所述软件/数据决定部分决定的基本译码算法和组合安排生成用于对软件/数据进行译码的一新的译码算法；以及
译码执行部分，用于根据所述译码算法生成部分生成的新译码算法对软件/数据接收部分接收的软件/数据进行译码。
11.一种软件/数据发送方法，包括：
生成过程，在发送系统中根据多个基本编码算法中的至少两个基本编码算法生成一新的编码算法；
软件/数据编码过程，在所述发送系统中用所述生成过程生成的所述新编码算法对软件/数据编码；
输出过程，输出编码的软件/数据以及与来自所述发送系统的用于对软件/数据进行编码的所述至少两种基本编码算法的组合安排相关的组合信息。
12.一种软件/数据接收方法，包括：
接收过程，在接收系统中接收编码的软件/数据和组合信息；
决定过程，根据由所述接收过程接收的组合信息决定至少两种基本译码算法和基本译码算法的组合安排；
生成过程，根据所述决定过程决定的基本译码算法和组合信息生成在所述接收系统中对软件/数据进行译码的新的译码算法；以及
软件/数据译码过程，在所述接收系统中用所述生成过程生成的新的译码算法对编码的软件/数据进行译码。
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