CN104662549B - 使用交叉链接来保护可访问的系统 - Google Patents
使用交叉链接来保护可访问的系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104662549B CN104662549B CN201380028117.4A CN201380028117A CN104662549B CN 104662549 B CN104662549 B CN 104662549B CN 201380028117 A CN201380028117 A CN 201380028117A CN 104662549 B CN104662549 B CN 104662549B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- function
- code
- copy
- coding
- instruction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 189
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 30
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 26
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 20
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 15
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 15
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 abstract description 638
- 230000004224 protection Effects 0.000 abstract description 91
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 52
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 17
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 193
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 163
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 90
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 86
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 84
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 52
- 230000008569 process Effects 0.000 description 48
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 47
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 46
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 44
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 42
- 230000008859 change Effects 0.000 description 41
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 37
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 30
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 24
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 24
- PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 16-Epiaffinine Natural products C1C(C2=CC=CC=C2N2)=C2C(=O)CC2C(=CC)CN(C)C1C2CO PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 22
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 21
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 20
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 18
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 17
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 16
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 16
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 14
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 13
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 11
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 10
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 10
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 230000009975 flexible effect Effects 0.000 description 7
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 7
- XCWPUUGSGHNIDZ-UHFFFAOYSA-N Oxypertine Chemical compound C1=2C=C(OC)C(OC)=CC=2NC(C)=C1CCN(CC1)CCN1C1=CC=CC=C1 XCWPUUGSGHNIDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 6
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 6
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 5
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 5
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 5
- KRTSDMXIXPKRQR-AATRIKPKSA-N monocrotophos Chemical compound CNC(=O)\C=C(/C)OP(=O)(OC)OC KRTSDMXIXPKRQR-AATRIKPKSA-N 0.000 description 5
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 235000000332 black box Nutrition 0.000 description 4
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 4
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 3
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000013478 data encryption standard Methods 0.000 description 3
- 238000013501 data transformation Methods 0.000 description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 3
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 3
- MTZWHHIREPJPTG-UHFFFAOYSA-N phorone Chemical compound CC(C)=CC(=O)C=C(C)C MTZWHHIREPJPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 3
- 241000949477 Toona ciliata Species 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 2
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 2
- 238000012885 constant function Methods 0.000 description 2
- 238000003066 decision tree Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000007620 mathematical function Methods 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000017105 transposition Effects 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 102100033896 Arylsulfatase H Human genes 0.000 description 1
- 241001269238 Data Species 0.000 description 1
- 206010049669 Dyscalculia Diseases 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 101100379079 Emericella variicolor andA gene Proteins 0.000 description 1
- 101000925530 Homo sapiens Arylsulfatase H Proteins 0.000 description 1
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 235000013290 Sagittaria latifolia Nutrition 0.000 description 1
- 241001290864 Schoenoplectus Species 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 125000002015 acyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000000454 anti-cipatory effect Effects 0.000 description 1
- 101150055569 arc4 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000012550 audit Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005465 channeling Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 235000015246 common arrowhead Nutrition 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000010219 correlation analysis Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 229940050561 matrix product Drugs 0.000 description 1
- 230000001343 mnemonic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000032696 parturition Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000008672 reprogramming Effects 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
- G06F21/50—Monitoring users, programs or devices to maintain the integrity of platforms, e.g. of processors, firmware or operating systems
- G06F21/52—Monitoring users, programs or devices to maintain the integrity of platforms, e.g. of processors, firmware or operating systems during program execution, e.g. stack integrity ; Preventing unwanted data erasure; Buffer overflow
- G06F21/54—Monitoring users, programs or devices to maintain the integrity of platforms, e.g. of processors, firmware or operating systems during program execution, e.g. stack integrity ; Preventing unwanted data erasure; Buffer overflow by adding security routines or objects to programs
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
- G06F21/10—Protecting distributed programs or content, e.g. vending or licensing of copyrighted material ; Digital rights management [DRM]
- G06F21/12—Protecting executable software
- G06F21/14—Protecting executable software against software analysis or reverse engineering, e.g. by obfuscation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F12/00—Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
- G06F12/14—Protection against unauthorised use of memory or access to memory
- G06F12/1408—Protection against unauthorised use of memory or access to memory by using cryptography
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
- G06F21/50—Monitoring users, programs or devices to maintain the integrity of platforms, e.g. of processors, firmware or operating systems
- G06F21/55—Detecting local intrusion or implementing counter-measures
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
- G06F21/60—Protecting data
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/06—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols the encryption apparatus using shift registers or memories for block-wise or stream coding, e.g. DES systems or RC4; Hash functions; Pseudorandom sequence generators
- H04L9/0618—Block ciphers, i.e. encrypting groups of characters of a plain text message using fixed encryption transformation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/06—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols the encryption apparatus using shift registers or memories for block-wise or stream coding, e.g. DES systems or RC4; Hash functions; Pseudorandom sequence generators
- H04L9/0618—Block ciphers, i.e. encrypting groups of characters of a plain text message using fixed encryption transformation
- H04L9/0631—Substitution permutation network [SPN], i.e. cipher composed of a number of stages or rounds each involving linear and nonlinear transformations, e.g. AES algorithms
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/14—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols using a plurality of keys or algorithms
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2221/00—Indexing scheme relating to security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
- G06F2221/03—Indexing scheme relating to G06F21/50, monitoring users, programs or devices to maintain the integrity of platforms
- G06F2221/034—Test or assess a computer or a system
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L2209/00—Additional information or applications relating to cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communication H04L9/00
- H04L2209/04—Masking or blinding
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L2209/00—Additional information or applications relating to cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communication H04L9/00
- H04L2209/16—Obfuscation or hiding, e.g. involving white box
Abstract
提供了用于保护可访问的计算机可执行程序代码和系统的系统与技术。一个或多个基函数可以被生成并与现有程序代码掺合，使得潜在攻击者可能难以或者不可能从现有代码中区分基函数。还可以使用各种其他掺合和保护技术来保护所述系统和代码，所述其他掺合和保护技术诸如分式、变量相关编码、动态数据识别编码以及交叉链接，它们可以单独或组合使用，和/或可以与基函数掺合。
Description
技术领域
本发明总地涉及电子计算设备和计算机系统，并且更特别地，涉及保护是可访问的而受攻击的设备和系统上的软件和固件。
背景技术
计算机、电子计算设备以及计算机软件在所有它们各种形式上的使用被认为是非常普遍的并且日益增长。此外，随着强大通信网络的普遍，计算机软件程序和数据文件可以被访问、交换、拷贝和分发的简便也日益增长。为了利用这些计算机和通信系统以及它们提供的效率，存在对用于安全地存储和交换计算机软件与数据的方法的需要。
已经证明广泛使用和接受的维持机密性或隐私的一种方法是使用秘密密码密钥对数据加密。现有的加密系统被设计为保护它们的秘密密钥或其他秘密数据免受“黑盒攻击”。这是这样的情形，其中攻击者具有算法的知识并且可以检查来自算法的各种输入和输出，但是对于算法本身的执行没有可见性（诸如自适应选择的输入/输出攻击）。
尽管依赖于黑盒模型的密码系统是非常普遍的，但是已经表明该模型并未反映现实。通常，攻击者处于观察算法的执行的至少某个方面的位置，并且具有对目标算法的足够访问以挂载成功的攻击（即，信道侧攻击，诸如定时分析、功率分析、高速缓存攻击、故障注入等。）这样的攻击通常称为“灰盒”攻击，所假设的是攻击者能够观察系统执行的至少部分。
认识到此，已经做出努力来设计抵抗更强大的攻击模型——“白盒攻击”的加密算法和数据信道。白盒攻击是对软件算法的攻击，其中假设攻击者对于算法的执行具有完全可见性。迄今为止，这样的保护系统已经经历了合理的成功，但是因为这样的保护系统变得越来越精密，所以攻击技术也越来越精密（诸如编码减少攻击、统计分桶（bucketing）攻击以及同态映射攻击）。因此，许多现有的白盒保护系统正被表明对于抵抗联合攻击是无效的。
借助于简单编码的软件混淆有时已经在使用。为了是有用的，这样的编码在软件混淆中的应用必须不会过度增加软件的时间和空间消耗，因此这样的编码典型地相对简单。因此，尽管它们可以整体地保护软件，但是它们未提供高度的安全性。在软件中存在许多通信边界，所述边界代表具体的脆弱性：未受保护形式的数据进或出混淆程序的通道、数据进或出软件或硬件中的密码实现的通道等等。现有编码策略的强度典型地受它们保护的数据大小的严重限制。对于常规编码，这样的受保护的项大约为32比特，有时为64比特，并且有时是诸如字符或字节的更小数据段。鉴于编码和操作数大小的限制，一般无法防止对这样的编码的相当迅速的暴力破解。
因此，存在对更有效的秘密隐藏和防篡改技术的需要，从而提供对软件代码和数据的总体保护以及对秘密秘密密钥、生物计量数据、加密的数据等的保护。还期望提供比常规简单编码强得多形式的对软件边界的保护。
发明内容
本发明的实施例总地旨在提供更有效的秘密隐藏和防篡改技术，从而提供对软件代码和数据的保护，而不用担心安全性将被破坏。
本文公开的方法和系统不限于任何特定基本程序。它们可以应用于密码系统，但是等同地，可以应用于非密码系统。被保护的代码也不规定保护它做了写什么，所以保护技术不受基本代码的约束。相对于可能留下或创建基于基本代码的模式的其他保护技术，这可以提供益处。这样的模式可能提供可被攻击者利用的弱点。
本文公开的一些实施例提供“深刻数据相关性”，这可以使得难以或不可能排解或者区分受保护的代码和正在提供保护的代码。例如，AES算法典型地始终执行相同方式，而不管是何输入数据。这使得攻击者直接直到他在找什么以及去哪里找到它。大多数白盒保护系统具有刚性等式结构，其未解决该类型的问题。即，攻击者可以知道找什么类型的操作或效果，以及何时在代码或执行中进行查看以找到那些操作或效果。相对地，本文公开的实施例可以提供非刚性的编码，诸如其中，保护算法的每次迭代导致不同的编码。因此，系统是极其不可重复的。除了别的以外，这可以使本文公开的实施例对于“比较”类型攻击是更有抵抗力的，在该“比较”类型攻击中，攻击者改变1比特并观察目标程序如何改变。以本文公开的一些实施例中，如果攻击者改变1比特，则受保护的代码将看起来完全不同。
作为概述，本文描述的工具、一系列工具以及技术的实施例可以分组如下：
1）用于模糊目标代码模块之间以及目标代码与保护代码之间的边界的系统和技术。这例如可以通过将代码与周围代码掺合在一起以及将密码与其他代码进行交织来实现，这在其他保护性系统中通常未完成。
2）用于确保破裂需要人干预的系统和技术。人寻找它们之前已经看到的模式。通过根据本文公开的实施例引入随机函数，可以移除重复性和/或常见模式，使得自动攻击是很大程度上无效的。
3）用于保护防范“比较攻击”的系统和技术。如上所提及的，比较攻击是其中比较代码执行的两次迭代以参看差异的攻击，诸如改变单个输入比特以查看操作和输出如何改变。如本文所公开的保护算法可以以受保护代码的每次迭代产生动态不同的函数，所以比较攻击未提供任何有用信息。
本文描述的混淆技术可以在开销可以被接纳的任何时候实现。白盒保护系统典型地比本文描述的技术具有更大开销，并且因此处于劣势。
一些实施例包括用于软件保护的系统和技术，其通过向目标代码应用双射“基函数”来操作。这些基函数是互逆函数对 ，其例如用于对操作编码，并然后在软件应用中的稍后点处不对操作编码。编码使原始函数和其生成的数据模糊。信息没有损失，因为不编码操作容纳编码操作，从而在经编码的应用中稍后“撤销”或“反转”其影响。可以选择基函数对使得攻击者不能容易找到或确定逆函数。即，给定函数，在没有密钥K的情况下可能不容易找到逆。密钥K可以在代码生成时使用，但是任何一旦函数已经生成并应用于目标代码就被丢弃。这些基函数对也是无损的，即，数学上可逆的。受保护的软件应用完全不需要对函数或过程进行解码以在目标代码中的其他位置使用它，因为编码和不编码改变包括在经编码的应用内。在一些实施例中，可能优选的是，基函数是“深度非线性的”，因此使得同态攻击更加可能。在一些实施例中，基函数对可以包括置换多项式编码。置换多项式是可逆的多项式（多项式双射）。
一些实施例可以生成或使用基函数对，以使得它们生成“实例多样性”和“动态多样性”。为了实现“实例多样性”，每个基函数对可以创建安全“通信信道”，诸如在软件应用的部分之间、在两个软件应用或平台之间等等。动态多样性可以通过将软件的操作链接到输入数据来创建。每当诸如针对在两个经编码的应用之间的通信执行编码时，可以在两个应用之间生成实例和动态多样性。基函数可以是高度“文本相关的”，所以它们提供良好的对明文和扰动攻击的抵抗力。如果攻击者改变任何内容，甚至是做出诸如1比特值的非常小的改变，则该改变将导致非常大的行为改变。该特征与常规密码代码形成鲜明对照，所述常规密码代码典型地对于代码的每次迭代产生相同的模式和结构，而不管攻击者做出的改变。通过做出小改变并观察影响，攻击者能够收集关于密码代码的操作的信息，但是他不能对使用本文公开的系统和技术编码的软件进行相同操作。本文公开的实施例提供的多样性还提供对“类攻击”的抵抗力。即，在所有情况下不可能提供这样的攻击方法，该攻击方法可以系统地并且自动地破裂本发明的每个实施例。还注意，常规白盒实现和代码优化器将不提供足够的多样性来获得任何有效保护。
逆基函数的多样性和不可逆性极大地增加了攻击问题的复杂度。与常规软件代码或代码保护系统相对地，当尝试击败本文公开的系统和技术时，攻击者必须首先算出他正在攻击什么函数、代码部分、应用等等，然后如何对它求逆，以及然后如何利用它。
本文公开的实施例提供的多样性可以提供可变、随机选择的结构来保护代码。生成基函数对和编码的引擎可以依赖于随机或伪随机密钥来选择基本函数和/或密钥。然而，根据本文公开的实施例的密钥不可以与许多常规安全系统的密钥一样大（即，64或128比特）；相反，其可以是数千或数万比特。例如，开发的原型使用2000比特。
本文公开的基函数可以包括用于编码、解码或重编码数据的双射。这样的双射可以包括以下特性：
1）对宽数据元素编码（典型地，四个或更多主计算机字宽）与典型标量编码（参见附录中列出的[5，7]）不同，但是与块密码类似。
2）仅对数据编码：与典型标量编码不同，但是与密码类似，它们不需要保护除在它们自己的对数据元素的重编码中涉及的那些以外的计算。
3）取消数据块或流，和/或产生数据块或流的固定长度哈希以用于认证目的，类似于块密码，但是与标量编码不同。
4）采用从软件的操作指令系统特意选择的操作的形式，所述操作将驻留在所述软件中并且所述操作将与所述软件互锁；即，它们被设计为类似在它们被嵌入的上下文中的代码，但是与密码不同。
5）与密码和标量编码二者不同，采用海量多编码。标量编码一般采用一个或者至多几个数学构造。密码典型地采用稍大些的数量，但是该数量仍然很小。在本发明的一些实施例中，各种编码被应用于整个函数，从而创建产生自许多形式的保护相互交互的错综复杂交织的结构。
6）与密码和标量编码二者不同，提供海量多样的算法结构。实施例可以没有固定数量的轮，没有用于各种子步骤的操作数的固定宽度，没有各种子步骤的固定互连，以及没有任何种类的预定数量的迭代。
7）与密码和标量编码二者不同，借助于高度数据相关算法来提供海量动态多样性：即，对于对基函数双射的任何具体采用，通过其子步骤的路径、其迭代计数等等强烈取决于要编码、解码或重编码的实际数据输入。
8）与密码和标量编码二者不同，提供与它们的嵌入上下文海量互依性；即，它们的行为可以强烈取决于它们被嵌入其中的软件，并且可以使它们被嵌入其中的软件强烈取决于它们。
一些实施例可以使用大的量的实际熵（即，大的真随机输入）。然而，如果生成基函数对的引擎自身未曝露于攻击者，则其可以安全地采用显著更小的密钥，该显著更小的密钥然后借助于伪随机数生成器生成大得多的伪随机密钥，因为在该情况中，攻击者必须应付实际密钥熵（其用于至伪随机数生成器的种子）和从该生成器的编程不可避免地产生的随机性。
在一些实施例中，还可以使用偏置置换。如果内部数据用于生成基函数对或其他编码数据/函数而非随机数，则产生的编码将包含偏置。如果引入代码以创建编码可能容易明显的未偏置置换，则导致系统中的弱点。相对地，本文公开的实施例可以生成偏置置换，但是然后使用各种工具来使它们较少偏置。该方法已经表明比已知技术要不明显得多。
一些实施例可以包括用于以下的技术：绑定管道开始和管道结束，使得目标软件代码在两端被系于应用或平台。例如，在对等数据传送环境或数字权利管理（DRM）环境中，这可以是有用的。本文公开的系统和技术还可以用于将密码系于其他软件应用或平台，这使用常规技术一般是难以完成的。
一些实施例可以使用“函数索引的交织”。该技术提供来自线性部件和非线性等式求解的深非线性度。其可以以许多方式来使用，诸如边界保护、动态常数生成（例如，密钥到代码）、提供动态多样性（数据相关功能性）、自组合密码、密码混合以及组合密码与非密码。例如，其可以用于将黑盒密码与本文公开的其他保护代码进行混合，从而提供黑盒密码的长期安全性，具有白盒安全性的其他益处。如上文所提到的，本文公开的实施例的编码可以与运行时数据高度相关。以函数索引的交织，两种信息被使用：密钥K，其确定基函数和结构，以及R，其确定哪些混淆要应用于“定义实现”。典型地，客户端看不到R。密钥K可以从上下文扩充，但是在本文描述的一些示例中，仅R以该方式扩充。可选地，来自用户或他的设备（诸如智能电话、平板计算机、PDA、服务器或台式计算机系统等等）的半一致信息或数据（诸如IP地址）可以用于如运行时密钥那样编码和解码。
也可以使用递归函数索引的交织。函数索引的交织典型地对任意函数进行交织。如果这些函数中的一些是通过函数索引的交织获得的它们自身的函数，则这是函数索引的交织的递归使用。
一些实施例可以包括随机交叉链接、交叉俘获、数据流复制、随机交叉连接以及随机检查，与代码重定序相组合，创建全向交叉相关性以及变量相关编码。
一些实施例可以使用与分式变换（动态数据识别编码）的存储器混洗以隐藏数据流，这也可以被采用。在动态数据识别编码中，可以使用存储器单元的阵列A，其可以视为具有虚拟索引，其中M是阵列的大小和在有限环上的置换多项式p的模数（即，整数模M），如在C程序阵列中那样。然而，对于任何给定索引i，在阵列中存在其对应于的不固定的位置，因为其被寻址为p(i)，并且p采用从至程序的输入确定的系数。位置可以被认为是外延主机器的那些的“伪寄存器”。通过将数据移进和移出这些寄存器、对每次移动时对移动的数据重编码以及通过针对许多不同值重用这些“伪寄存器”（例如，通过采用图着色寄存器分配），攻击者跟随程序的数据流的难度可以大大增加。
一些实施例可以使用“散布和掺合”编码。这是描述基函数加代码交织的使用的另一种方式，其“涂覆”基函数的边界以使得攻击者更加难以辨别它们。一般的数据掺合可以具有基函数的与其他代码混合的部分，使得更加难以标识和提升代码。
一些实施例提供安全生命周期管理。黑盒安全性提供良好的长期保护，但是在今天的应用中不太有用。本文公开的实施例可以比实现在未受保护的设备上可能被破裂更快地刷新所述实现。不同的设备和应用具有不同的需要。例如，按次计费的电视广播（诸如体育赛事）在该赛事几天后可能具有很小的价值，所以可能仅有必要在一天左右提供足够安全性来保护该广播数据。类似地，计算机游戏市场可能在几周之后快速变小，所以可能关键仅在前几周或几月保护该游戏。本文公开的实施例可以允许用户应用需要的安全级别，从而权衡安全性与性能。字面上，可调整的“混淆刻度盘”可以放置在控制台上。尽管实现的特定定义的安全级别可能是未知的，但是混淆方法被应用的强度可以被控制。一般地，这些设定可以在应用被创建时用其嵌入的基函数进行调整，作为软件开发过程的部分。安全性分析可以提供对给定特定混淆级别破裂应用将有多困难的估计。基于该估计，可以做出如何平衡性能需要与安全性需要的工程决定，并且“混淆刻度盘”可以被相应地设置。这种灵活性是用其他保护系统无法获得的。例如，利用ASE，使用固定的密钥长度和固定的代码，它们不能被调整。
一些实施例可以提供灵活的安全性刷新速率，允许对刷新代码的“移动目标”的复杂度的权衡。在许多情况中，所需的是足够快地刷新以保持领先于潜在攻击者。
一些实施例可能没有在黑客曝露的环境中提供长期数据安全的主要目标。对此，方案是不将数据曝露给黑客，而是通过例如为客户端提供用于证书保护（安全ID（TM），口令短语等）的web呈现而仅曝露访问该数据的手段，所述客户端经由受保护的对话来访问数据，所述对话可以至多曝露一小部分数据。在黑客曝露环境中，可以预期将部署以相同方式对曝露的软件进行刷新的过程。例如，在卫星TV条件访问系统中，嵌入在机顶盒（STB）中的软件中的密码密钥被定期刷新，使得任何对密钥的损害具有仅用于有限时间段的值。当前，可以借助于软件混淆和/或白盒密码在该有限曝露时段上保护这样的密码密钥。
然而，白盒密码已证明对于这样的攻击是脆弱的，所述攻击可能由具有分析可执行程序的专家知识的密码学尖端攻击者非常快速地执行，因为所采用的密码算法在存在的被最透彻地检查的算法当中，并且用于分析程序的工具也已经在近来变得非常精细。此外，密码具有特殊的计算属性，因为它们经常在未在计算中通常使用的算术域上定义：例如，AES在伽罗瓦域上定义，RSA公钥密码系统通过在极大模数上的模算术来定义，在比特运算上的3DES，查找表以及以复制比特外延的比特置换。
实际上，对程序的精细分析已经创建了有时可以完全绕过密码分析的需要：代码提升攻击，由此攻击者简单地提取密码算法并且在没有进一步分析的情况下采用它（因为它毕竟是操作的软件段，尽管其可以被混淆）来破裂软件应用的功能性。
一些实施例可以提供强得多的对攻击的短期抵抗。这样的保护可以适于其中需要抵抗的时间相对短的系统，因为借助于刷新驻留在曝露平台上的软件解决了长期安全性。这解决了特定空白的需求，其关注由以下创建的紧张点：高度精细的密码分析工具和知识、被极好研究的密码、经由软件混淆可提供的有限保护、用于分析可执行程序的高度精细工具，以及软件在典型商业内容分发环境中有限的曝露次数。目标是防止这些种类的攻击，使用白盒密码的经验已经示出为在现有技术内：快速密码攻击和/或代码提升攻击如此之快，以至于即使给出在曝露程序（诸如STB程序）的刷新之间有限的有效性生命跨度，它们也具有值。
在许多情况中，仅有必要抵抗在刷新周期期间的持续时间内的分析，并且将密码替换如此紧密地系于其驻留在其中的应用，从而代码提升攻击在刷新周期的持续时间内也是不可行的。刷新周期率由工程和成本考虑来确定，有多少带宽可以分配给刷新，我们可以多平滑地将刷新与进行中的服务整合在一起而不损失服务质量等等：这些都是在提供条件访问系统领域中非常好理解的问题。这些考虑粗略地指示对于分析和提升攻击我们的保护必须坚持多久。
一些实施例可以通过以下提供可以抵抗更长时间段内的攻击的显著更大的编码：放弃用经编码的操作数进行计算的观念——如上使用较简单的编码所做的——并用更像密码的事物来替换它。密码本身可以是并且确实用于该目的，但是它们常常不能容易地与普通软件互锁，因为（1）它们的算法被密码标准刚性地固定以及（2）它们的计算典型地与普通软件非常不同并因此既不容易在其内被隐匿也不容易与其互锁。本文描述的基函数提供了允许隐匿和互锁的替代：它们利用常规操作，并且它们的算法与用密码的情况相比极大地更加灵活。它们可以与密码组合来将与常规密码一样强的黑盒安全级别与显著优胜于如上的简单编码和已知的白盒密码二者的白盒安全级别进行组合。
在一些实施例中，可以通过以下来创建基函数：选择字大小w和矢量长度N，并生成可逆状态矢量函数，所述可逆状态矢量函数被配置为对w元素字的N矢量进行操作，所述可逆状态矢量函数包括多个可逆操作的组合。所述状态矢量函数可以接收至少64比特的输入并提供至少64比特的输出。所述状态矢量函数中的步骤的第一部分在上执行线性或仿射计算。使用第一和第二编索引技术对所述状态矢量函数中的步骤的部分编索引。然后可以修改在现有计算机程序中的至少一个操作以取代所选择的操作而执行所述状态矢量函数。每个编索引技术可以控制不同的编索引操作，诸如if-then-else构造、switch、元素置换选择、迭代计数、元素旋转计数、函数索引的密钥索引等等。所述状态矢量函数中的步骤的一些可以是非T函数操作。一般地，所述状态矢量函数中的每个步骤可以可逆的，使得整个状态矢量函数是通过对每个步骤取逆而是可逆的。在一些配置中，所述状态矢量函数可以使用例如运行时密钥、生成时密钥或函数索引的密钥来加密钥。所述状态矢量函数可以通过各种操作类型来实现，诸如线性操作、矩阵操作、随机交换等。各种编码方案还可以应用于所述状态矢量函数的输入和/或输出，和/或所述状态矢量函数的操作。在一些配置中，不同的编码可以被应用以在与所述状态矢量函数相关联的各个点处产生分式。
在一些实施例中，本文所公开的基函数可以通过例如以下来执行：接收具有字大小w的输入，向所述输入应用可逆状态矢量函数，所述可逆状态矢量函数被配置为对w元素字的N矢量进行操作，其中所述可逆状态矢量函数包括多个可逆操作，并且所述状态矢量函数中的步骤的第一部分在上执行线性或仿射计算。可以向所述可逆状态矢量函数的输出应用额外操作，其中每一个操作是基于不同编索引技术而选择的。一般地，所述状态矢量函数可以具有本文关于状态矢量函数和基函数公开的任何属性。
在一些实施例中，第一操作可以通过执行第二操作来执行，例如通过以下来执行：接收用第一编码A编码为A(X)的输入X，使用的值对所述输入执行第一多个计算机可执行操作，其中是第二编码机制B的逆，所述第二编码B不同于所述第一编码A，基于来提供输出。这样的操作可以认为是“分式”，并且可以允许操作被执行而对于外部用户或者对于潜在攻击者是不可访问或不可见的。在一些配置中，所述第一操作的输出未被在外部提供给可执行代码，所述第一操作与所述可执行代码被集成在一起。
在一些实施例中，对于被配置为接收输入并提供输出的矩阵操作，在执行操作之前，可以根据排序网络拓扑来置换所述输入。可以使用置换后的输入执行所述矩阵操作以生成输出，并且根据所述排序网络拓扑来置换所述输出。可以将置换后的输出提供为所述矩阵操作的输出。
在一些实施例中，可以接收第一输入，并且向所述第一输入应用函数索引的交织的第一函数以生成具有左部分和右部分的第一输出。可以向所述第一输出应用函数索引的交织的第二函数以生成第二输出，其中，所述第一输出的左部分被用作所述第二函数的右输入，并且所述第一输出的右部分被用作所述第二函数的左输入。然后可以提供所述第二输出作为对所述第一输出的编码。
在一些实施例中，可以生成密钥K，并且基于密钥K和随机化信息R来生成一对基函数。可以向通信管道的第一端应用基函数，并且向所述通信管道的第二端应用逆，之后可以丢弃所述密钥K。通信管道可以跨单个平台上或分离平台上的应用。
在一些实施例中，要由计算机系统在程序执行期间执行的一个或多个操作可以被复制以创建一个或多个操作的第一拷贝。程序任何可以被修改为执行第一操作拷贝而非第一操作。每个操作和对应的拷贝可以使用不同编码来编码。操作对也可以用于创建检查值，诸如其中，在操作结果的执行与拷贝的执行之间的差异被添加到操作的结果或操作拷贝的结果。这可以允许检测攻击者在程序执行期间做出的修改。
在一些实施例中，在包括多个操作和每个操作的拷贝的程序的执行期间，在到达在其处应当执行多个操作中的操作的执行点时，拷贝或原始操作可以被随机选择并由程序执行。随机选择的操作的结果可以与将在只有操作的单个拷贝被执行时获得的结果相等。
在一些实施例中，可以从应用接收输入。可以用多个M寄存器位置来定义大小为M的阵列，。还可以定义置换多项式p、从输入产生z的基于输入的矢量映射矩阵A，以及一系列常数。然后可以执行一系列操作，每个操作提供中间结果，所述中间结果存储在从M寄存器随机选择的M寄存器中。然后可以基于一系列中间结果将最后结果从存储最后结果的最后M存储器提供到应用。存储在M寄存器中的每个中间结果可以具有在将中间结果存储到对应M寄存器中之前应用于中间结果的单独编码。应用于中间结果的不同编码可以从多个不同编码当中随机地选择。类似地，可以或可以不对应于用于将中间结果存储在M寄存器中的编码的不同编码可以应用于存储在M寄存器中的中间结果。新的M寄存器可以按照需要被分配，例如仅当根据图着色分配算法需要时被分配。
在一些实施例中，产生至少第一值a作为输出的第一操作可以被执行，并且使用a和第二值b将第一变量x编码为aX+b。可以使用aX+b作为输入来执行第二操作，并且可以执行使用a和b的解码操作，之后a和b可以被丢弃。值b还可以是第三操作的输出。使用和/或的不同执行实例，不同编码可以用于编码为aX+b的多个输入值。可以基于一个或多个常数被存储在存储器中的预期时间来从存储在计算机可读存储器中的任何值中选择这些值。类似地，包含用于执行操作和的指令的现有计算机可读程序代码可以被修改为将x编码为cX+d，并且当执行时至少产生第一值c。可以针对至少一个x执行操作，并且c和d后续被丢弃。
在一些实施例中，至少一个基函数可以与用于现有应用的可执行程序代码掺合。例如，可以通过用基函数替换现有程序中的至少一个操作，来将基函数与可执行程序代码进行掺合。还可以通过应用本文所公开的技术中的一种、一些或全部来将基函数与现有应用进行掺合，所述技术包括分式、变量相关编码、动态数据识别编码和/或交叉链接。所使用的基函数和/或任何掺合技术可以包括或者可以排他地包括这样的操作，所述操作与它们与之掺合的现有应用程序代码的部分中呈现的操作是类似或不可区分的。因此，攻击者可能难以或不可能在没有基函数的情况下从将在现有可执行程序代码中呈现的那些中区分基函数和或混合技术操作。
在一些实施例中，可以提供一种计算机系统和/或计算机程序产品，包括处理器和/或存储指令的计算机可读存储介质，所述指令使得所述处理器执行本文所公开的一种或多种技术。
此外，因为本文公开的与基函数一起使用的算法可以是相对灵活的和开放式的，所以它们允许软件多样性的高度灵活的方案，并且改变的实例与使用白盒密码可能的情况相比更深地不同。因此，它们远不易受自动攻击的攻击。只要可以迫使攻击需要人参与，就是高度有利的，因为我们可以新建受保护代码的实例并且数据可以以计算机速度被自动生成，而仅可以以人类速度来损害它们。
在考查以下附图和详细描述后，本发明的其他系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员将是或者将变得清楚。意图将所有这样的附加系统、方法、特征和优点包括在本说明书内、在本发明的范围内以及受所附权利要求的保护。
附图说明
在附图中：
图1示出了根据本发明的用于加密函数的交换图表；
图2示出了根据本发明的虚拟机一般指令格式；
图3示出了根据本发明的虚拟机进入/退出指令格式；
图4示出了根据本发明的标记I“木人（Woodenman）”构建；
图5和6示出了根据本发明的标记II构建的分别的第一半和第二半；
图7示出了根据本发明的排序网络的图形表示；
图8示出了根据本发明的执行函数索引的交织的方法的流程图；
图9示出了根据本发明的执行控制流复制的方法的流程图；
图10示出了根据本发明的执行数据流复制的方法的流程图；
图11示出了根据本发明的创建区段的方法的流程图；
图12给出了用于实现本发明的标记II保护系统的处理流程图；
图13示出了本发明的标记III实现的区段设计的不规则结构的图形表示；
图14示出了可以用本发明的标记III实现中的T函数划分实现的粒度的图形表示；
图15示出了本发明的标记III实现的总体结构的图形表示；
图16示出了本发明的标记III实现的防御层的图形表示；
图17示出了本发明的实现中的海量数据编码的图形表示；
图18和19示出了本发明的实现中的控制流编码的图形表示；
图20示出了本发明的实现中的动态数据识别编码（mangling）的图形表示；
图21示出了本发明的实现中的交叉链接和交叉俘获的图形表示；
图22示出了本发明的实现中的上下文相关编码的图形表示；
图23给出了用于实现本发明的标记II保护系统的处理流程图；
图24示出了在本发明的实现中的海量数据编码或动态数据识别编码的典型使用的图形表示；
图25示出了阐述本发明的实施例寻求解决的主要问题的示例性框图；
表25给出了对软件边界问题进行分类的表；
图26示出了未受保护形式的、白盒保护的以及用本发明的系统进行保护的示例性软件系统的框图；
图27示出了对比由黑盒安全性、白盒安全性以及在本发明的示例性实施例下的保护所提供的保护级别的柱状图；
图28示出了对比密码、哈希以及根据本发明的示例性基函数的处理流程图；
图29示出了本发明的基函数可以如何用于提供安全通信管道的示例性框图；
图30示出了根据本发明的用于函数索引的交织的处理流程图；
图31给出了用于实现本发明的标记I保护系统的处理流程图。
具体实施方式
本文公开的实施例描述了可以允许保护计算机系统的可能暴露于攻击者的方面的系统、技术和接收机程序产品。例如，已经在供最终用户操作的商品硬件上分发的软件应用可能遭受在执行期间具有对代码的访问的实体的攻击。
一般而言，本文公开的实施例提供用于创建基函数的集合以及以以下方式将那些函数与现有程序代码进行集成的技术：使得对于潜在攻击者而言难以或者不可能隔离、区分或者接近地检查基函数和/或现有的程序代码。例如，本文公开的处理可以接收现有程序代码并将基函数与现有代码进行组合。也可以使用诸如分式、动态数据识别编码、交叉链接和/或如本文所公开的变量相关编码的各种技术来组合基函数与现有代码，以进一步掺合基函数与现有代码。基函数和其他技术可以使用计算上与现有程序代码使用的那些类似、相同或不能区分的操作，这可以增加潜在攻击者区分受保护代码与应用的保护技术的难度。如本文将描述的，这可以提供这样的最终软件产品，其与使用常规保护技术可能的情况下相比对于各种攻击是更有弹性的。
如在图25中所示，本文公开的实施例可以提供用于若干基本问题的解决方案，这些基本问题在要保护软件免受攻击时出现，所示基本问题诸如软件边界保护、高级多样性和可再生性问题以及保护可测量性问题。
软件边界问题可以组织成五组，如表1中所示：外皮问题、数据边界、代码边界、受保护数据与受保护代码之间的边界以及受保护软件与安全硬件之间的边界。
表1
存在三种类型的“外皮问题”可以通过本文公开的实施例来解决：从未受保护到受保护域的数据流、从受保护到未受保护域的数据流，以及未受保护与受保护域之间的计算边界。最终，数据和用户交互应当以未编码形式来执行，使得用户可以理解该信息。在每种情况中，对未受保护数据和计算的攻击可能是损害受保护域中的它们的数据和计算对应物的开始点。常规地，在不在边界处引入可信使能机制的情况下，这些问题很难解决。然而，本文公开的实施例提供的多样性以及在边界自身处的编码提供了已知系统未提供的保护程度。
数据边界可以被分类为三种类型之一：数据类型边界、数据依赖性边界以及跨功能部件的数据边界。关于数据类型边界，当前的数据变换技术受限于单独的数据类型而非多种数据类型或海量数据。独特受保护数据项当中的边界突出，从而允许标识和分区。关于数据依赖性边界，经由现有数据流保护的数据扩散受限制：原始数据流和计算逻辑被暴露。大多数当前的白盒密码弱点与数据类型和数据依赖性边界问题二者相关。最后，关于跨功能部件的数据边界，应用系统的功能部件当中的数据通信——无论在相同还是不同设备上运行或者作为客户端和服务器——都被致使是易受攻击的，因为通信边界是清楚易见的。本文公开的实施例对基函数编码和函数索引交织的使用可以这些数据边界问题的一些或全部，因为数据和边界自身二者都可以是模糊的。
代码边界可以被分类成两种类型：受保护部件当中的功能边界以及注入代码与原始应用代码的受保护版本之间的边界。受保护部件当中的功能边界是弱点，因为功能部件当中的边界在保护那些部件之后仍然是可见的。即，用白盒保护，白盒密码部件可以一般地通过它们的独特计算来标识。一般地，这样的受保护计算区段可以被容易地分区，从而产生对于基于部件的攻击的易受攻击性，所述基于部件的攻击诸如代码提升、代码替换、代码克隆、重放、代码嗅探以及代码欺骗。类似地，注入保护代码与原始应用代码的受保护版本之间的边界一般也是可见的。当前的单独保护技术产生对于具体计算局部化的受保护代码。使用不同保护技术所产生的代码边界未被有效地粘合和互锁。相对地，本文公开的实施例对基函数编码和函数索引交织的使用可以解决所有这些代码边界问题，因为代码可以是模糊的并且与保护代码自身进行交织。因为基本计算机处理和算术函数用于保护代码，所以不存在攻击者将快速标识的独特代码。
受保护数据与受保护代码之间的边界呈现另一弱点，该弱点可能被攻击者利用，因为当前的白盒技术不保护受保护数据与受保护代码之间的边界。相对地，本文公开的实施例可以将受保护数据与受保护代码锁定在一起，从而防止代码或数据提升攻击。当前的白盒密码实现对于本领域中的这样的提升攻击是易受这攻击的。
类似地，受保护软件与安全硬件之间的边界呈现脆弱性，因为现有的白盒技术不保护受保护软件与安全硬件之间的边界——跨这样的边界的数据不受保护或者受弱保护。相对地，本文公开的实施例可以将受保护硬件和受保护软件相对于彼此进行锁定。
还存在与安全性相关联的组织（logistical）问题，具体地，多样性和可再生性问题。当前的程序多样性受程序构造和结构的限制，并且受应用的单独保护技术的局限性的限制。结果，多样化的实例并未深度改变（例如，程序结构变化及其有限），并且实例可能足够类似，从而允许基于比较多样化的实例的攻击。当前的保护技术受限于静态多样性和固定安全性。相对地，本文所公开的实施例可以提供动态多样性，其可以允许对多样性和可再生性提供的安全性级别的智能控制和管理。如本文进一步详细公开的，解决高级多样性和可再生性问题对于安全性生命周期管理而言可以是根本的。
图26示出了在已知白盒模型下以及在本文所公开的示例实施例下保护的示例软件系统的框图。要保护的原始代码和数据功能、模块以及存储块通过标记为F1、F2、F3、D1和D2的几何形状来表示。现有的白盒和类似的保护技术可以用于保护各种代码和数据功能、模块以及存储块，但是即使在受保护形式下，它们也将（至少最低限度地）公开在它们边界处的未受保护数据和其他信息。相对地，本发明的实施例可以解决这些边界问题。在一些情况中，一旦如本文所公开的实施例的实例已经被执行，观察者就不能根据原始程序讲出哪些部分是F1、F2、F3、D1、D2和数据，即使观察者具有对程序的访问并且可以观察和改变其操作也是如此。
这可以例如通过在不同代码和数据功能、模块以及存储块之间将代码交织在一起来实现，由此将这些部件“粘合”在一起。以这种方式使代码紧密联系，可以提供真正的边界保护。如上文所描述的，多样性和可再生性在以下方面提供：1）比过去的系统提供大得多的灵活性；2）容易且强有力的控制；3）实现动态多样性和安全性；以及4）可测量和可管理的多样性。本文公开的实施例还可以提供单向双射函数的“复杂性属性”以及可测量、可控制和可审计机制，以保证用户的所需安全性。后文更详细地描述了双射，但是简言之，它们是无损函数对，其执行函数的变换，该变换稍后在受保护代码中被撤销。该变换可以用数千或数百万种方式来完成，每种变换一般以完全不同且不可重复的方式来完成。各种技术可以用于隐藏现有程序，从而实现双射函数的大量多编码（multicoding），其不是人工编程的而是由随机计算过程来生成的。这包括可以用像密码和哈希这样的方式用来解决边界问题的双射函数。
相对于常规技术，本文公开的实施例可以提供改进的安全性和安全性保证（即，有效的安全性和有效的安全性度量）。还可以实现比白盒密码所提供的更大的时间和空间上的多样性。安全性度量基于已知攻击的计算复杂性，基本原语是互逆函数对的生成。其他原语可以用或不用对称或非对称辅助密钥如本文所描述的那样来构造。
图27在长期安全性和抗敌对攻击方面将常规黑盒和白盒模型与本文公开的实施例的属性进行对比。密码术很大程度上依赖于密码和哈希；密码使得秘密能够在不安全或公共信道上传送，而哈希使出处有效。这些能力具有庞大数量的使用。在黑盒环境中，这样的密码技术可以具有非常好的长期安全性。然而，在抗攻击方面，这样的系统具有非常短的寿命。如上文所解释的，密码和哈希具有严格的结构和非常标准化的方程，它们直接受到攻击。白盒保护可以用于改进抗攻击的级别，但是即使在这样的环境中，受保护代码仍将揭露来自原始密码代码和哈希代码的模式和方程，并且边界将不受保护。此外，白盒保护将不提供保护代码免受扰乱（perturbation）攻击。
相对地，本文公开的实施例可以并入像密码和像哈希那样的编码，这向保护编码给与密码和哈希的安全性和强度。换言之，将白盒编码应用于密码和哈希的过程典型地在尝试保护和模糊非常独特代码中使用简单的编码。然而，本文公开的技术可以使用强的、多样的编码来保护任何代码。利用所公开的多样编码和交织，在目标代码中的独特性将被移除。因此，如所示出的，所公开的技术可以提供比常规黑盒和白盒保护强得多的保密分布图（security profile）。
图1示出了根据本发明的实施例的使用编码的加密函数的交换图表。对于F，其中是总计，双射和双射可以被选择。是F的编码版本；d是输入编码或域编码，并且r是输出编码或范围编码。诸如d或r的双射被简称为编码。在其中F是函数的特定情况中，在图1中示出的图表然后交换，并且利用的计算是利用加密函数的计算。关于这样的编码的使用的附加细节在附录的2.3节总体提供。
图28将常规密码和哈希的属性与本文公开的双射基函数的那些属性进行对比。密码是无损函数；它们保存它们编码的所有信息，因此所述信息可以未被编码并且以与原始相同的方式被使用。密码被可逆地提供，一方被给予一个或多个密钥，但是难以从明文和加密的信息（图28中的“明文”和“加密的”）的实例确定该一个或多个密钥K1、K2。哈希是在某个长度之上有损的，但是这通常不是问题，因为哈希一般仅用于验证。利用哈希，难以从原始数据和哈希（图28中的“明文”和“哈希的”）的实例确定可选密钥K。
本文公开的基函数可以替代密码或哈希提供服务，因为难以从编码和未编码函数。相对于使用密码或哈希，基函数提供的优点在于基函数使用的计算与普通代码更类似，这使得更容易将基函数的代码与目标代码进行掺合。如上文所提到的，密码和哈希使用难以模糊或隐藏的非常独特的代码和结构，而导致脆弱性。
如本文所公开的互逆基函数对可以以以下两种方式来采用随机秘密信息（熵）：作为用于确定互逆函数的密钥信息K，以及作为确定如何模糊实现的随机化信息R。
例如，两个互逆基函数可以由子例程G和H表示，写为C。基函数可以通过自动化的基函数生成器程序或系统来构造，其中G是数学函数的混淆实现，并且H是数学函数的混淆实现。因此，G可以用于“加密”数据或代码，然后其可以用H来“解密”（或者反过来）。
可选地，除了建立时密钥K之外，还可以提供运行时密钥。例如，如果给定基函数的输入比输出宽，则额外输入矢量元素可以用作运行时密钥。这与具有诸如AES-128的密码的情形非常相像。AES-128的典型运行具有两个输入：一个是128比特密钥，一个是128比特文本。该实现在密钥的控制下执行加密或解密。类似地，基函数可以构造为取决于其额外输入的内容来不同地加密，使得实际上的额外输入成为运行时密钥（与控制基函数的静态方面的软件生成时间密钥K相反）。本文公开的基函数的建立块使得相对容易地指示运行时密钥对于二者的实现是否是相同的，或者对于和对于是不同的；如果将运行时密钥添加到选择器矢量，则其对于和是相同的，而如同运行时密钥添加到其他地方，则其在和之间不同。
与已知白盒系统中相比，密钥信息K可以用于选择不同得多的编码函数，从而允许强得多的空间和时间多样性。多样性还与在本发明的实施例中使用的其他技术一起被提供，诸如函数索引交织，其经由文本相关来提供动态多样性。还可以通过后文中描述的控制流编码和海量数据编码的变体来提供进一步的多样性。
本文所公开的基函数可以并入或利用状态矢量函数。一般而言，如本文所使用的，状态矢量函数围绕N个元素的矢量来组织，其每个元素是w比特的量。状态矢量函数可以使用一系列步骤来执行，在每个步骤中，矢量的介于零与N之间的数量的元素被修改。在其中修改零个元素的步骤中，该步骤实质上是对状态矢量应用恒等函数。
在一些实施例中，在构造基函数中使用的一个或多个状态矢量函数可以是可逆的。如果对于状态矢量函数中的每个和所有步骤，存在步骤逆，使得应用步骤算法及随后应用步骤逆算法没有净效果，则状态矢量函数是可逆的。通过以它们的原始的相反顺序执行逆步骤算法，任何有限序列的可逆步骤是可逆的。
W比特元素的矢量上的可逆步骤的说明性示例包括：将两个元素相加，诸如将i和j相加以获得i+j；将元素乘以在上的奇常量；通过取与上的可逆矩阵的乘积来将元素的连续或非连续子矢量映射到新值。这些示例的相关联的逆步骤分别是：从元素j减去元素i；将元素乘以上的原始常量乘数的乘法逆元；以及通过乘以所述矩阵的逆来将子矢量映射到其原始值。
一些实施例可以使用具有一个或多个索引步骤的一个或多个状态矢量函数。如果除了其正常输入之外，其还取额外的索引输入使得改变索引就改变计算函数，则步骤被索引。例如，可以通过常量矢量对添加常量矢量的步骤进行索引，或者可以通过应用的置换来对置换子矢量的步骤进行索引。在每种情况中，至少部分地通过提供给函数的索引来确定所执行的特定函数。
索引的步骤还可以是可逆的。一般地，如果为每个索引计算可逆步骤，并且用于计算所述步骤的索引或者从其可以获取所述索引的信息在对所述步骤求逆时是可用的，则索引的步骤是可逆的。例如，如果被定义，并且索引（17）在合适的时间是可用的以确保其在对状态矢量函数求逆时被计算，则是可逆的。作为示例，步骤可以对所述状态的一些元素进行操作。为了对该步骤进行索引，所述状态的其他元素可以用于计算所述索引。如果随后对其他元素执行可逆的步骤，则可以通过对那些步骤求逆来获取索引，只要两个元素集合不重叠即可。
如本文所公开的函数索引的交织是基函数内索引步骤的使用的原理的特定示例。如本文所公开的索引步骤的其他使用可以包括：允许加密钥的状态矢量函数的创建：在一些索引步骤中使用的索引集合可以用作密钥。在该情况中，索引不是从计算内获得的，而是由额外输入提供的；即，函数取状态矢量加上密钥作为输入。如果索引步骤是可逆的并且普通的非索引步骤是可逆的，则整个状态矢量函数是可逆的，相当像密钥密码。
在一些实施例中个，索引信息可以提供或者用作所生成的基函数的密钥。如果当状态矢量函数生成时针对索引信息来部分地评估状态矢量函数，使得索引在所生成的函数的执行中不显式地出现，则其是生成时密钥。如果在状态矢量函数的执行期间生成用于处理索引信息的代码，使得在所生成的函数的执行中显式地出现，则其是运行时密钥。如果代码在内部生成在状态矢量函数内的索引，则其是函数索引的密钥。
在实施例中，基函数可以基于初始选择或标识的字大小w来构造。在一些配置中，主机平台的默认整数大小可以用作字大小w。例如，在现代个人计算机上，默认整数大小典型地为32比特。作为另一示例，可以使用例如在C中所使用的短整数长度，诸如16比特。在其他配置中，可以使用64比特的字大小。还选择用于基函数的矢量长度N，其表示w大小的字中输入和输出的长度，典型地在内部包含四个或更多个字。在一些实施例中，诸如使用如本文所公开的交织技术的情况下，字大小w可以优选地为N矢量的内部字大小的两倍。状态矢量函数然后可以通过级连一系列步骤或者步骤的组合来创建，每个步骤对w元素字的N矢量执行可逆步骤。状态矢量函数的逆可以通过以相反顺序级连步骤的逆来生成。
在一些实施例中，一个或多个密钥还可以并入状态矢量函数中。各种类型的密钥可以应用于状态矢量函数或者与状态矢量函数集成在一起，包括如之前所描述的运行时密钥、生成时密钥以及函数索引密钥。为了生成加运行时密钥的状态矢量函数，该函数可以被修改为显式地接收密钥作为至函数的额外输入。为了生成加生成时密钥的状态矢量函数，在状态矢量函数中的代码可以针对所提供的密钥被部分地评估。对于许多类型的操作，这样单独的情况或者结合典型编译器优化的情况可以足以使密钥在所生成的代码内是不可恢复的或不明显的。为了生成加函数索引密钥的状态矢量函数，可以将状态矢量函数构造为使得按照状态矢量函数内的需要来提供用于逆操作的合适密钥。
在一些实施例中，可以优选地选择用于状态矢量函数的这样的实现，所述实现接受相对宽的输入并提供相对宽的输出，并且所述实现包括可逆步骤的完备集合。特别地，可以优选地构造这样的实现，所述实现接受至少64比特的宽输入和输出。对于在状态矢量函数中的大量步骤，诸如至少50%或更多，可以优选地为在上的线性或仿射操作。还可以优选地为状态矢量函数选择具有宽泛多样化的步骤。
在一些实施例中，可以优选地使用多种形式的索引对诸如至少50%或更多的很大部分的步骤进行索引。索引的合适形式包括if-then-else或switch构造、元素置换选择、迭代计数、元素旋转计数等等。对于索引的一些或全部，还可以优选地为如本文所公开的函数索引密钥。
在一些实施例中个，对于状态矢量函数的初始和/或最后步骤，可以优选地是跨整个状态矢量混合输入熵的步骤，典型地，所述输入熵不同于任何单独的密钥输入。
在一些实施例中个，可以优选地将状态矢量函数构造为使得至少每几个步骤就执行一个非T函数步骤。参照编程操作，T函数步骤的示例包括加法、减法、乘法、按比特AND、按比特XOR、按比特NOT等等；非T函数步骤的示例包括除法、模赋值（modulo assignment）、按比特右移位赋值（assignment）等等。非T函数步骤的其他示例包括加函数索引密钥的逐元素旋转、子矢量置换等等。如之前所公开的，非T函数步骤的包括可以防止或者降低诸如比特切片（bit-slice）攻击的某些类型的攻击的有效性。
如之前所描述的，状态矢量函数对包括如本文所描述的状态矢量函数和状态矢量函数的完全逆。在操作中，状态矢量函数对的构造可以但是并不一定通过例如以下方式执行：以诸如C++代码等的语言源的形式将一系列参数化算法和/或逆算法进行组合。类似地，生成时密钥的替换可以但是并不一定通过以下方式来执行：宏预处理器中的宏替换、函数内嵌（function in-lining）以及参数化模版的使用的组合。这样的组合、替换和其他操作可以在如本文所公开的状态示例生成系统内被自动化。一旦已经生成了状态矢量函数对，可以使用二进制和/或编译器级工具进一步修改所生成的代码来保护其中的一者或两者。在一些实施例中，对状态矢量函数对中的一个或两个函数做出的特定修改可以基于每个成员是否被预期在很可能遭受攻击的环境中执行来选择。
例如，在一些实施例中，被预期处于暴露环境中的函数或函数的一部分可以被限界在输入矢量被提供到状态矢量函数所在的点附近，和/或在其中输出矢量被其调用代码消耗的点附近。代码可以通过例如使用如本文所公开的动态数据识别编码和/或断裂来限界。例如，所提供的输入可以来自编码识别的储存器，并且输出可以通过调用器从编码识别的储存器取得。其他技术可以用于在这些点处绑定代码，诸如本文所公开的具有交叉链接和交叉俘获的数据流复制。可以使用不同的组合，诸如其中动态数据编码识别、断裂和数据流复制在相同点都被应用以在所述点处绑定代码。预期在暴露环境中应用于代码的保护可以在状态矢量函数的一者或两者内应用，其中受影响的代码的部分通过所需的安全级别来确定。例如，在每个可能点或几乎每个可能点处应用多个额外保护类型可以提供最大安全性；在多个点处应用单个保护或者仅在单个代码点处应用多个保护类型可以提供较低的安全级别，但是可以在代码生成和/或执行期间提供改进的性能。在一些实施例中，可以贯穿生成和绑定过程在多个点处应用断裂，因为可以存在用于断裂创建的许多机会，这归因于在状态矢量函数的步骤当中在其构造期间生成许多线性和仿射操作。
在一些实施例中，使状态矢量函数对的一个成员比另一个成员更紧致可能是有用的。这可以例如通过使所述对的另一个成员的计算花费更大来完成。作为特定示例，当状态矢量函数对的一个成员在诸如智能卡等的暴露和/或功率受限的硬件上使用时，对于状态矢量函数对的硬件驻留的成员可以优选地比本文公开的其他实施例中更紧致。为此，可以使状态矢量函数对的对应服务器驻留或其他非暴露成员的计算的花费显著更高。作为特定示例，与如所公开的使用相对大量系数和如对于状态矢量函数生成技术所预期的不同的是，可以使用重复算法。重复算法可以使用可预测流生成过程或类似源提供的系数，所述可预测流生成过程诸如随机数生成器，其使用完全确定了所生成的序列的种子。这样的生成器的合适示例是基于ARC4的伪随机生成器。在一些实施例中，诸如在可用RAM或类似存储器相对受限的情况下，使用较小元素大小的变量可以是优选的。伪随机数生成器可以用于生成所有矩阵元素和位移矢量元素。可以应用合适的约束以确保产生的函数的可逆性。为了求逆，可以通过种子的知识来再生所生成的矩阵，代价是：在上创建在曝露对成员中使用的完备流、相反地读取、对每个矩阵用乘法求逆，以及对位移中的每个矢量元素用加法求逆。因此，诸如智能卡的受限资源设备可以被适配为执行状态矢量函数对之一，而系统作为整体仍然得到如本文所公开的完整状态矢量函数系统的至少一些益处。
安全通信管道
如图29的框图所示，如本文所公开的基函数可以用于提供从一个或多个平台上的一个或多个应用到一个或多个其他平台上的一个或多个应用的安全通信管道（即，e-链路）。相同的过程可以用于保护在单个平台上的从一个子程序到另一个子程序的通信。简言之，基函数对可以用于通过在管道的各端执行像密码那样的加密和解密来保护该管道。在实施例中，基函数对可以应用于管道开始和管道结束，并且还应用于应用及其平台，因此将它们绑定在一起并将它们绑定到管道。这保护（1）应用到管道开始，（2）管道开始到管道结束，以及（3）管道结束到应用信息流。
实施这样的过程的说明性方式如下。首先，使用随机或伪随机过程来生成密钥K。然后使用密钥K和随机化信息R来生成基函数对。然后将基函数应用于管道开始和管道结束，使得在运行时，管道开始计算并且管道结束计算。然后可以抛弃密钥K，因为执行受保护代码不需要它。在诸如此的应用中，基函数规范将是用于的基于密码的规范（类似于用于AES加密和解密的FIPS-197）。隐身罩（Cloaked）基函数是光滑基函数的特定实现（上文的管道开始和管道结束），所述光滑基函数被设计为挫败攻击者的以下尝试：找到K、对基函数求逆（即破坏加密），或者破坏上面示出的任何绑定。即，光滑基函数是这样的基函数，其直接实现或，而未增加任何模糊。隐身罩基函数仍然计算或，但是其以不直接得多的方式来这样做。其实现利用模糊熵R以找到用于实现或的随机选择的难以跟随的技术。用于创建和使用隐身罩基函数的技术的进一步示例在本文进一步详细地提供。
函数索引交织
为了进行保护以免受同态映射攻击，本文公开的实施例可以使用这样的函数来替代矩阵函数，所述函数是（1）宽输入的；即，包括单个输入的比特的数量大，使得可能的输入值的集合极大，以及（2）深度非线性的；即，所述函数不大可能通过i/o编码（即，通过单独地重编码单独输入和单独输出）被转换成线性函数。使输入宽使得通过在所有输入上对函数制表的暴力求逆消耗不切实际的大量存储器，并且深度非线性防止同态映射攻击。
一些实施例可以使用“函数索引交织”，其可以提供深度非线性的扩散和/或混乱部件。如果并且只有如果从矢量到矢量的函数不能通过矩阵与任意单独输入和输出编码一起来实现的情况下，从矢量到矢量的函数才是深度非线性的。如果其不是深度非线性的，则其“直到I/O编码是线性的”（“直到I/O编码的线性”是在对白盒AES的BGE攻击中被利用的弱点）。
函数索引交织允许要通过类似线性的手段解决的方程的一致深度非线性系统。其可以用于促进数据相关处理、一种动态多样性的形式，其中不仅计算的结果而且计算本身的性质取决于数据。图30示出了示例函数索引交织处理的处理流程图，该示例函数索引交织处理将单个4x4函数与一系列4x4函数进行交织。1x1函数与1x1函数系列情况允许任意种类的函数的组合，诸如将密码与其自身进行组合（在3DES的精神内）以增加密钥空间；将不同的密码相互组合；将标准密码与其他函数进行组合；以及将硬件和软件功能组合到单个功能中。
在图30中示出的示例实现中，正方形框表示双射函数，典型地但不必然通过矩阵来实现。三角形具有与它接触的正方形框相同的输入，并且用于控制在多个右侧函数当中进行选择的开关，其中输入与输出交织左侧和右侧输入与输出，如所示出的那样：
-如果左侧框和右侧框为一对一的，所以为整个函数；
-如果左侧框和右侧框是双射的，所以为整个函数；
-如果左侧框和右侧框是MDS（最大距离可分），所以为整个函数，无论是双射与否。
如果三角形和所有框是线性的并且被随机选择，则（通过观察）超过80%的构造是深度非线性的。
在本文公开的示例实施例中，函数索引交织在规范中出现四次。每次它包括三个针对某个4x4矩阵M的4x4线性映射。函数索引交织的每个实例具有单个左侧函数和24=16个右侧函数。
显著地，函数索引交织还可以是嵌套的，使得左函数或右函数系列可以自身是函数索引交织的实例。在这样的配置中，结果是函数索引交织的递归实例。一般而言，与非递归实例相比，这样的实例通常对于攻击者而言是更难理解的；即，在函数索引交织中的递归级别应当增加模糊性的级别。
进一步的示例实施例和函数索引交织的对应数学处理在第2.9节中提供，并且具体地，在附录的第2.9.2节和图8中具体地提供。
标记I系统
本文详细描述了三种特定示例实施例，称为标记I、II和III系统。标记I的示例性实现在图31的处理流程图中呈现。在该示例中，正方形框表示混合布尔算术（MBA）多项式编码的矩阵。MBA多项式数据和操作编码的歧义性很可能是非常高的并且很可能随着多项式的次数快速增加。每个矩阵被独立编码，并且接口编码不需要匹配。因此，2x2重编码不能与前驱和后继线性合并。中心构造是函数索引交织，其使得文本处理是文本相关的。使用具有移位的简单变体，在低开销的情况下，交织函数的数量可以是非常大的。例如，将4x4矩阵的行与列进行置换给出576种选择。作为另一示例，与初始和最后常量进行XOR给出相对非常高数量的选择。初始和最后重编码跨左固定矩阵与右可选矩阵的对应输入/输出将熵进行混合。在每个矩阵上的内部输入/输出重编码从阶至阶产生同态映射工作因数，从而允许完全“生日悖论”脆弱性——工作因数可以较高但是不可能较低。
标记I系统的示例实施例和对应的数学处理在附录的第3.5和第4节以及图4中提供。
然而，已经发现标记I类型的实现可能具有两个弱点，这两个弱点可能在某些环境中被利用：
1）静态相关性分析可以用于隔离部件。
2）仅“开关”中的移位操作和比较是非T函数。所有其他部件是T函数，并因此使用比特切片攻击可以是递归地可分析的。
T函数
从w比特字的k矢量到w比特字的m矢量的函数映射是T函数，如果对于每个矢量对（并且，并且在w比特字中的比特编号从0到w-1），则在y和y’不同的元素字中的最低编号比特比在x和x’不同的元素字中的最低编号比特更低。
因此，作为T函数的函数将具有这样的属性，当i>j时，对输入元素的比特的改变绝不会影响输出元素的比特。典型地，字内的比特阶编号被认为是从低阶到高阶比特，将字视为表示二进制大小，因此这可以重新声明为：输出比特可以仅取决于相同或更低阶的输入比特。因此，或许有可能“切掉”或忽略更高比特并仍然获得有效数据。与仅使用数百个T函数的已知实现相对地，一些实施例还可以并入数千万个T函数。结果，本文公开的实施例可以更能抵抗比特切片攻击和统计攻击。
可从在上计算的与在上的一起构成使得所有操作在w比特字上操作的函数是T函数。具有T函数属性的模糊构造易受比特切片攻击的攻击，因为有可能通过从输入和输出矢量中的所有字下降高阶比特来从任何T函数中获得另一合法T函数。对于正确的比特移位、逐比特旋转、除法操作或者基于除数/模数的余数或模数操作，T函数属性不保持，所述除数/模数不是2的幂，对于其中条件分钟做决定的函数，T函数属性也不保持，在所述决定中，较高阶条件比特影响较低阶输出比特的值。对于条件分支和基于比较的条件执行、基于使用六种标准比较中的任何一个形成的条件的条件执行均可以容易地违反T函数条件，并且实际上，在使用基于比较的分支逻辑的正常代码中，违反T函数条件比服从T函数条件更容易。
外部和内部脆弱性和攻击抵抗
通过重复地应用双射函数对中的任一个（其中是T函数），或许有可能精确地表征使用比特切片攻击的计算。在这样的攻击中，这些函数的操作被认为忽略了除低阶比特以外的所有比特，并且然后忽略低阶的两个比特，等等。这提供信息，直到达到完整字大小（例如，32比特）为止，在达到完整字大小的点处，关于函数如何表现的完整信息可以是可获得的，其等价于密钥K的知识。这是外部脆弱性。当攻击获得实现细节的知识时，其这样做而不用对实现那些细节的代码的进行任何检查，并且可以如对黑盒实现的自适应已知明文攻击那样被执行。
如果所述对的函数具有以下属性，则可以存在较不严重的脆弱性：每个函数充当在特定域上的特定T函数，并且独特T函数的数量低。在该情况中，统计分桶攻击可以表征每个T函数。然后，如果域可以被类似地表征而也不用对代码进行任何检查，则使用自适应已知明文攻击，攻击者可以完整表征所述对的成员的功能性、完全绕过其保护，仅使用黑盒方法。明显地，可以期望具有有效数量的独特T函数以挫败以上攻击。在标记III类型实现中，例如，每区段存在108以上个独特T函数，并且在整体上存在1040以上个T函数。本文进一步详细地描述了标记III类型实现。
在一些情况中，实现对可以包括实现全级联的函数，即，每个输出取决于每个输入，并且平均而言，改变一个输入比特会改变一半输出比特。内部脆弱性的示例可以出现在标记II类型实现中，其中，通过在某点处“切割”实现，或许有可能找到对应于矩阵的子实现（部件），使得相关性级别精确地是2x2（在该情况中，部件是混合器矩阵）或4x4（在该情况中，其是L、S或R矩阵之一）。一旦这些已经被隔离，则线性函数的属性允许这些矩阵的非常有效的表征。这是内部攻击，因为其需要非黑盒方法：其实际上需要对实现的内部进行检查，即是静态的（以确定相关性）还是动态的（以通过基于线性度的分析来表征矩阵）。
作为一般性规则，防止更多的外部攻击，并且迫使潜在的攻击者依赖于不断增加的细粒度的内部攻击，攻击者的工作变得越难，并且最特别地，攻击者变得越难进行自动化。自动化的攻击是尤其危险的，因为它们可以有效地提供类破裂，这允许给定技术的所有实例被可以广泛分发的工具破坏。
因此，本文公开的实施例可以借助于可变和不断变复杂的内部结构和不断更具变化的防御来提供这样的环境，在所述环境中，实例的任何完全破裂需要许多子破裂，所需的子破裂在实例间不同，被攻击的部件的结构和数量在实例间不同，并且所采用的保护机制在实例间不同。在该情况中，使攻击自动化变为足够大的任务，从而阻碍攻击者尝试它。在相当长时间内，时间将花费来建立这样的攻击工具，所部署的保护可以已经被更新或者否则可以已经移动到新的技术，对于所述新的技术，攻击工具的算法不再够用。
标记II系统
根据在图23和12中呈现的实施例的示例标记II类型实现的框图。图23呈现对在图12中出现4次的“基核函数”的处理。在图5和6中示出标记II类型系统的完整执行流程，并且该执行流程在附录第5.1节中参照图5和6被进一步详细描述。
在根据标记II类型实施例的实现中，重编码的显式使用是通过K选择的功能性的部分。右侧的重编码和置换是从每核心16个配置和整体上65,536个配置的对中文本相关地选择的。然而，整体上65,536的T函数计数对于许多情况都可能是过低的；即使忽略内部结构并使用统计分桶的盲比特攻击也可能足以在给予足够攻击时间的情况下破裂标记II实现。
标记II类型实现的平衡在图12中示出。如所示出的初始和最终置换和重编码是随机静态选择的。核心1&2之间和核心3&4之间的交换侧以及核心2&3之间的半交换确保跨整个文本宽度的文本相关。然而，高度常规的结构促进了通过内部相关性分析的部件隔离。一旦部件被隔离，就可以通过比特切片分析来分析T函数。非T函数部分是简单的并且可以使用直接攻击来破裂非T函数。因此，标记II实现是有效的，并且在许多应用中是有用的，但是可能向足够的访问和努力妥协。
标记II提议类似于标记I，因为其具有固定的内部结构，仅在基函数实现对当中有系数变化。在附录的第5.1节中提供了关于标记II实现的示例实施例和对应的数学处理的进一步描述。
标记III系统
与上文描述的标记I和标记II实现相对地，根据本文公开的实施例的标记III基函数设计可以包括以下属性：
-非常规且密钥确定的结构，使得攻击者不能预先知道结构的细节；
-高度数据相关的功能性：改变数据会改变对数据的处理，使得统计分桶攻击是资源密集的；
-相对极高的T函数计数（易受递归比特切片攻击的单独子函数的数量），使得对其T函数的盲比特切片攻击不可行；
-冗余和隐式交叉检查数据流，使得代码修改攻击是高度资源密集的；以及
-全方位引起模糊的相关性，使得基于相关性的分析是资源密集的。
图13示出示例标记III类型实现的一部分中的执行流程的示意性表示。与关于标记I和标记II类型实现描述的示例执行流程类似地，每个部件可以表示功能、处理、算法等等，箭头表示它们之间的潜在执行路径。在不同箭头通向部件内的不同点的情况下，将理解的是，部件的不同点可以被执行，或者部件内的不同执行路径可以被选择。如图13中所示，标记III类型实现可以提供非常规、密钥相关、数据相关、数据流冗余、交叉链接、交叉检查、篡改混沌结构，在函数索引交织内包含嵌套的函数索引交织。交叉链接可以是全方位的，因为在每个交织中右侧选择取决于左侧的输入而非输出，使得在每个区段内的简单代码重排序允许从右至左的交叉连接以及从左至右的交叉连接。如图14中所示，非常规的极细粒度的T函数划分使得整体T函数分区攻击是无效的。
图15示出了本文所公开的标记III类型实现的一部分的另一示例示意图。如图15中所示，初始和最后混合可以使用具有宽度3至6的32比特字的线性变换。可以使用五至七个区段，每个区段包含函数索引交织的3带递归实例。每个带为3至6个元素宽，全部三个带总共有12个元素。矩阵被I/O置换和I/O旋转，每区段给出超过10亿个T子函数：整个基函数具有超过1040个T子函数。数据流复制、随机交叉连接以及随机检查也可以与代码重排序相组合地使用，从而产生全方位交叉相关性。
在标记III类型系统中可以使用的多个不同防御在图16中总体示出。它们包括诸如以下的特征：
-与断裂变换（动态数据编码识别）的存储器置乱，这隐藏数据流；
-随机交叉链接、交叉俘获以及变量相关编码，这导致普遍的内相关以及混沌篡改响应；
-置换多项式编码以及函数索引交织，这束缚线性攻击；
-可变的随机选择的结构，这束缚预先知识攻击；以及
-功能性与运行时数据高度相关，从而减小可重复性并束缚统计分桶攻击。
在附录的第6节中提供了关于标记III类型的实现的进一步细节。在附录的第3.3节中提供了用于在上创建可逆矩阵的相关过程。如所示出和描述的，也可以使用初始和/或最后混合stelps，其示例在附录的第2.8节中提供。
通过用将每个输入混合到每个输出中的2x2双射矩阵替换条件交换，我们可以精确地采取相同的网络拓扑，并且产生初始时将基函数的每个输入与每另一个进行混合的混合网络，并且我们可以最后采用另一这样的网络以将基函数的每个输出与每另一个进行混合。如上面所提到的，混合不是完全均匀的，并且可以利用由混合步骤替换的条件交换来减小其偏置。区段的输入和输出还可以被细分，例如如附录的第6.2.3-6.2.7节中进一步细节所描述的以及如图11中所示出的。
数据流复制
一些实施例可以包括数据流复制技术。例如，如下文所描述的，对于非JUMP……ENTER或EXIT的每个指令，可以拷贝该指令使得原始指令紧跟在其拷贝后面，并且可以为所有拷贝的指令选择新检测器，使得如果x和y是指令，其中y是x的拷贝，则：
1）如果x输入ENTER指令的输出，则对应的y输入使用相同的输入；
2）如果x输入具有拷贝v的原始指令u的输出，则对应的y输入从与u输出对应的v输出进行输入，x输入从u输出进行输入；以及
3）如果x输出到EXIT指令，则对应的y输出输出到特殊的未使用宿节点，从而指示其输出被丢弃。
因此，除了分支外，所有的计算具有原始和拷贝出现。
为了实现该变换，我们如下继续。
我们添加新指令JUMPA（“任意跳转”），其是在控制流图（cfg）形式中具有两个目的地的非条件分支，正如条件分支那样，但是其没有输入：替代的是，JUMPA在其两个目的地之间随机进行选择。JUMPA不是VM指令集的实际部分，并且在或的最后混淆实现中将没有JUMPA发生。
我们在以下变换过程中使用JUMPA：
1）如果实现还没有已经是SMA（静态躲赋值）形式，则将其转换成SMA形式；
2）对于实现中的BB的每个，通过以下方式来用三个BB来替代它：创建等于Xi的新，并且添加仅包含单个以Xi和二者为目标的JUMPA指令的新，制作Xi和——的JUMPA的两个目标，以及使指向Xi的每个非JUMPA分支目标替代地指向。
3）将实现转换成SSA形式（静态单赋值），隔离每个Xi和中的局部数据流，但是Xi和中对应的指令仍然计算相同值。
4）将每个中的所有代码合并回其Xi中，在合并中使来自Xi和的指令交替，使得对应的指令对是相继的：首先是Xi指令，并然后是对应的指令。
5）使是Ci的每个分支目标替代地指向对应的Xi，并且移除所有Ci和 BB。此时，数据流已经被复制，CFG的原始形状已经恢复，并且实现没有JUMPA指令。要记住哪些指令在每个Xi中对应以在将来使用。
关于控制流复制的进一步细节在附录第5.2.6节中提供且关于图9进行了描述，图9示出根据本文公开的实施例的用于控制流复制的示例过程。
分式和分式函数
一般地，当产生经编码的输出时，消耗精确相同的假设编码，使得经编码的操作变为，其中对于编码，，并且其中。
在一些实施例中，以下可能是有利的：输出具有一个编码的值，并且后续输入假设的一些其他编码。如果x被输出为并且随后消耗假设的编码，则实际上我们已经向未编码的值应用了。这样的在其中产生值的编码与假设的编码之间的故意失配被称为“分式”。如果编码是线性的，则分式函数也是，且如果它们是置换多项式，则分式函数也是。
在一些实施例中，分式在混淆中可能是有用的，因为它们有效执行的计算在经编码的代码中不出现——执行正常联网编码的代码和借助于分式添加操作的代码的量和形式是相同的，并且看起来没有明显的方式来消除这些情况的歧义，因为编码本身趋向于是某种程度歧义的。
注意，定义分式的属性的是分式函数，例如。一般地，存在许多不同对消耗编码v和产生编码u的选择，它们精确地产生相同的分式函数。例如，非常有可能的是具有，使得对于 ，是相同的分式函数。因此，指定分式函数并不一定指定产生和消耗暗示其的编码。
经由海量数据编码的数据加扰
在美国专利No.7,350,085中描述了海量数据编码（MDE），该专利的内容通过引用并入本文。简言之，MDE以像哈希这样的方式对存储器位置加扰，从而在每个存储上对存储器单元重编码，并通过后台处理来动态对存储器单元重编码和重定位。通过使取得和存储重编码失配，取得或存储可以执行加法或乘法同时继续看起来像简单的取得或存储。这使得攻击者难以消除仅仅混淆与有用工作之间的歧义。
MDE被编译而非仅仅被解释，从而支持的数据结构是部分隐式的并因此是良好模糊的。实际地址时钟通过后台活动来加扰和重加扰。如图17中所示，访问虚拟MDE存储器的代码初始被写入为像其正访问普通存储器段一样。然后，通过美国专利7,350,085中描述方法来修改代码以采用映射技术，该映射技术对存储器中的数据和位置二者进行编码。因此，在正运行代码的底部下，被访问的位置随着时间而四处移动，并且应用于数据的编码同样地随着时间而改变。该保护技术具有相当大的开销，但是其的高度动态性质使得攻击者洞察使用其的软件的意义是艰难的。单元在被存储时被重编码并且通过后台活动被周期性地重编码。对存储的重编码与对取得的对应重编码的失配可以做转换加法或乘法（密钥可控的）。取得的项目被重编码，但是不是平滑的（即不是未编码的）。所存储的项目在存储之前不是平滑的，并且对存储重编码为动态选择的新单元编码。在没有访问所存储的数据的代码的情况下，所存储的数据是无意义的。一个程序可以具有任意数量的独特、非重叠MDE存储器。MDE存储器可以作为块从一个位置移动到另一个位置，或者可以经由传输介质从一个程序传输到另一个程序。即，足够大块的消息可以以MDE存储器形式被传输。
存储器的初始状态未被黑客可见活动产生，并且因此隐匿其内容是如何得到的。即，初始状态是尤其模糊的。
经由控制流来控制混乱
在美国专利No.6,779,114中描述了控制流编码（CPE），其内容通过引用并入本文。CFE将代码片段组合到具有通过以下控制的功能性的多功能团中：寄存器切换：功能性到代码位置的多对多映射；外部熵可用的情况下高度不可重复的执行：相同的原始代码变成CFE代码中的许多替代执行。通过修改寄存器切换和分派代码，密钥信息可以控制什么被执行并因此控制本发明的实施例执行的计算。
图18的控制流图表示的代码（其中字母表示代码片段）可以如图19中所示那样被编码。受保护的控制流编码示出通过组合在分派器控制下执行的段与寄存器切换选择的“活动”段而创建的团。
CFE被编译而不仅仅被解释，从而支持的数据结构是部分隐式的并因此是良好模糊的。团组合多个段：即，它们具有多个可能的功能性。当执行团时，其的是活动的一个或多个段通过其经由指向实际数据而非哑数据的寄存器的操作来确定。相同的段可以在多个团中出现，具有不同的数据编码：从功能性到代码位置的映射是多对多的。
分派器可以布置为选择体现后台处理的段，从而使得难以区分后台和前台活动。可用熵用于确定执行一系列段的哪种可替代方式被采用，从而提供动态执行多样性（非重复执行）。此外，密钥信息可以用于影响分派，并因此改变所代表的算法。
动态数据识别编码
如图20中所示，可以通过使用Chaitin的图着色分配算法来使M寄存器的重用最大化，仅在需要的情况下才分配单独的M寄存器。结果，M寄存器被频繁重用，使得攻击者难以跟随数据流。
为了这样做，首先可以选择模数M、在模M环上的置换多项式p、从输入产生z的基于输入的矢量矩阵A，以及一系列常量 ，其中，其中值是独特的，因为p是模M置换多项式。在大小为M的阵列X中将位置（）作为“M寄存器”来对待。
在计算期间，数据可以随机移进和移出M寄存器，并且从M寄存器移动到M寄存器，每次移动时改变编码。一些实施例还可以随机地使得编码形成未被破坏的序列，或者可以如本文所公开的那样注入分式，其中编码不相匹配。
给定具有在编码e1中的数据的分式，输入被假设为在编码e2中，因此计算分式函数。如果e1、e2是线性的，则e3也是。如果e1、e2是置换多项式，则e3也是。代码具有相同的形式，而无论分式存在与否；即，其是歧义的，无论分式存在与否。因此，如之前所描述的，分式可以提供注入隐藏的计算的手段，使得代码在其被添加之前和之后看起来非常相同。
在附录第7.8.14节提供了动态数据识别编码的使用的附加细节和数学处理。
交叉链接和交叉俘获
交叉链接和交叉俘获的大量应用可以提供对篡改和扰乱攻击的攻击性混沌响应，具有强得多的代码转换和海量静态分析抵抗。在实施例中，交叉链接和交叉俘获可以如下实行，如图21中所示的：
1）拷贝计算至少一次；
2）在原件和拷贝之间随机地交换连接。因为它们是复制件，所以结果将不会改变；
3）对所有因而产生的计算进行编码，使得复制件是独立编码的；
4）随机地取复制结果，并且注入计算：将它们的差异相加（=0），或者将一个结果与另一个的环逆（ring inverse）相乘（=1）并然后加上0或乘以1（以经编码的形式）。注入的经编码的0加法或1乘法没有功能上的影响，除非篡改发生，在该情况下，代码混沌地表现。
增加的益处是静态相关图变得比原始程序的静态相关图密集得多，使得静态分析攻击是很难的。因此，有效的篡改需要（不同编码的）复制件被正确标识并且以在不同编码下有效的相同方式来改变正确的复制件。与没有交叉链接和交叉俘获的普通篡改相比，这的实现要难得多。
数据流复制的示例实现在附录的第5.2.8-5.2.10节中提供，并且在图10中示出。除了其在进入和退出基函数内的正常使用之外，数据流复制和交叉检查或俘获也可以使用决策块内针对数据流的这些变换来执行，包括信息从进入基函数的输出到决策块的输入的转移，以及信息从决策块的输出到退出基函数的输入的转移。
上下文相关编码
在一些实施例中，其中实现基函数对的上下文可以是基函数的操作的组成部分。上下文包括来自应用、硬件和/或通信的信息。一个基函数部件的上下文还可以包括来自其他部件的信息，这些其他部件是其驻留于其中的应用的部分。
参照图22，基函数对的实现或类似构造可以托管在平台上，硬件或其他平台签名常量可以从所述平台得到，并且可以取决于所述平台来做出实现。对于实现而言可以优选的是驻留在包含应用中，应用签名或其他应用常量可以从所述包含应用得到，并且可以取决于所述包含应用来做出实现。
实现还可以取这样的输入，进一步的常量签名信息可以从所述输入得到，并且可以取决于所述输入来做出实现。
经由排序网络的偏置置换
置换可以提供偏置来将极大数量的替代存储在有限空间中。例如，行/列置换可以用于将非重复4x4矩阵变为576个非重复4x4矩阵。在一些实施例中，计算的顺序可以被置换，可以生成对运行时数据的计算的深度相关，等等。
参照图7，一些实施例可以首先在每个交叉链接处进行排序、比较并在大于时进行交换。为了进行置换，以1/2概率执行交换。容易示出：如果网络用比较-交换正确地进行排序，则其利用随机交换来进行置换，其中全范围的置换作为可能的输出。一些实施例可以使用推荐的1/2概率的布尔生成子来比较两个基于文本的全范围置换多项式编码的值。
这样的排序网络以偏置方式进行置换，即，一些置换比另一些更加可能，因为交换配置的数量为2阶段的数量。然而，置换的计数等于要置换的元素的数量，该数量不整除交换配置的数量。尽管有偏置输出，但是优点是简单性和与非T功能性的高度相关性。
经由样本选择的非偏置置换
在一些实施例中，也可以通过以下方式来生成非偏置置换：在元素当中取r1模n元素来选择第一个元素（零原点），从剩余元素中随机取r2模（n-1）元素来选择第二个元素，等等。以该过程，每个ri是全范围基于文本的置换值。这可以几乎完美地提供无偏置和非T函数。然而，与针对基于排序网络的置换相比，操作可能更能隐藏在普通代码中或与普通代码交织。
束缚比特切片分析
如上文所解释的，比特切片攻击是常用的攻击工具：重复地执行函数并忽略除了最低位比特之外的所有比特，并然后是最低位的两个比特、三个最低位比特等等。这允许攻击者获得信息，直到达到全部字大小（即32比特），在该点处，关于函数如何表现的完整信息已经被获得。
使用T函数和非T函数部件构造的函数具有子域，在所述子域上，其是嵌入在整个域中的T函数，在整个域中该函数不是T函数。在一些实施例中，使多个这样的子域非常大可能是有利的（例如，在如本文所描述的标记III类型系统中，可以存在1040以上的这样的子域），从而使得对这些子域的分桶攻击是高度子域密集的。在一些实施例中，自由使用也可以在其他点处由非T函数计算制成，诸如在决策点处、在置换中、在记录中等等。
示例一般数据掺合机制
图24示出了如上文描述的海量数据编码或动态数据识别编码的典型使用的图形表示。如果至基函数的输入由这样的模糊存储器阵列、这两种技术任一种提供并且结果也通过来自模糊存储器阵列的应用获得，则攻击者变得难以分析进入或离开基函数的信息的数据流，使得对基函数的工具是更加艰难的。
安全性刷新速率
为了有效的应用安全生命周期管理，应用典型地必须能够在正在进行中的基础上对抗攻击。作为该对抗的部分，这样的应用可以被配置为响应于包含安全更新信息的安全性刷新消息而自升级。这样的升级可以涉及补丁文件、表替换、新密码密钥以及其他安全相关信息。
可行的安全级别是这样的安全级别，其中应用安全性被足够频繁地刷新，使得损害实例的安全性花费的时间比使损害无效的安全性刷新的时间更长，即，实例比它们可能典型地被破坏更快地被刷新。这当然是以非常高的安全性刷新速率可实现的。然而，这样的频繁刷新动作消耗带宽，并且随着我们提升刷新速率，分配给安全性刷新消息的带宽部分增加，并且可用的非安全性有效载荷带宽降低。
明显地，于是，设计合适的安全性刷新速率对于每种应用都是需要的，因为能容忍的开销取决于上下文有很大的变化。例如，如果我们预期在云应用中仅有灰盒攻击（相邻侧信道攻击），则与我们预期有白盒攻击（由恶意的云提供商职员进行的内部攻击）的情况下相比，我们将使用更低的刷新速率。
对具有混沌失败的相等性的认证
假设我们具有其中认证像密码那样的应用：在提供的值G匹配参考值（即当）的情况下，认证成功。进一步假设我们关注当时会发生什么，而如果不相等，我们仅仅认为无论如何认证授权不再可行。即，当时我们成功，而如果，则进一步计算可以简单地失败。
通过向两侧应用任何无损函数，对相等性的认证不受影响：对于任何双射，我们可以等同地测试是否有。即使是有损的，如果仔细选择使得当时的可能性足够低，对相等性的认证也可以以高概率保持有效（例如，如在Unix口令认证中那样）。基于本文之前描述的技术，我们可以简单地执行这样的测试。我们之前描述了一种通过以下方式来挫败篡改的方法：复制数据流、随机地交叉连接复制实例之间的数据流，以及执行经编码的检查以确保相等性未被损害。我们可以改编该方法来测试是否有，或者在编码形式中，是否有。
我们注意到产生的数据流已经沿着其中的成功路径复制了产生的数据流。我们因此针对该比较省略数据流复制步骤。然后，我们简单地进行如上文描述的交叉连接并插入检查。通过将这些计算用作将来经编码的计算的系数，我们确保如果，则所有都将正常进行，而如果，则在将继续进一步的比较的同时，结果将是混沌的，并且其功能性将失效。此外，因为是函数，所以如果，则我们可以肯定。
变量相关编码
在并入了利用一个或多个变量的操作的一些实施例中，变量相关编码可以用于进一步模糊相关代码的操作，其中所述一个或多个变量在它们在操作中使用期间不需要具有特定值。这样做的一种方式是使用由附近的其他操作或相关代码段使用或生成的值。因此，这样的值可以在代码区内被重复地用于不同的目的，这可以使攻击者更难区分任何单独使用或提取关于特定操作的信息，所述特定操作是关于那些值执行的。例如，如果值x被编码为，则在用于常量a和b的特定值中可以存在大量余地。在该示例中，如果在执行代码内存在可用的在x的生命内保持恒定的值，则它们可以用作常量a和/或b中的一个或多个。
此外，对于单个定义的操作，不同的值可以在每次执行操作期间使用，使得所使用的特定值可以每次执行操作时改变。这可以充当对潜在攻击者的额外屏障，所述潜在攻击者可能不能跟踪从一个执行到另一个执行的值，如对于其他类型的清楚、加密的或混淆的代码可以预期的。继续上面的示例，第一操作可以返回值a和b，并且第二操作可以返回值c和d，每个值在一段时间内存储在存储器中。在a和b存储在存储器的时间期间可以将变量x编码为，并且在c和d存储在存储器中的时间期间可以将变量x编码为。因此，合适的变量将是经由存储器而可用的，以允许对x进行解码或者以合适编码来另外的操纵x。这些值可以在所述时间之后被重写或丢弃，因为对常量进行编码仅需要在x由执行程序内的操作使用的时间期间是可用的。
类似地，除了所提供的有限编码示例或作为替代，在代码执行期间生成的变量值可以用于其他目的。例如，变量值可以用于从列表或索引选择随机项作为用于伪随机数生成子的种子、作为加法、乘法或其他比例因子，等等。更一般地，在比生成的变量值预期为可用更长的持续时间内，执行代码的一部分生成的变量值可以用在其中在执行代码的另一部分处需要常量值的任何位置中。
示例优点
本文描述的发明的实施例可以用于提供以下，其中“足够的时间段”可以基于安全生命周期管理的需要来选择，或者否则由安全生命周期管理的需要来确定：
1）黑盒安全性：作为抵抗攻击的加密钥的黑盒密码的安全性取决于足够时间段内的自适应的已知明文；
2）安全边界：在足够时间段内以编码形式将信息至/从周围代码安全地传入和传出；
3）密钥隐藏：防止密钥提取在足够时间段内实现；
4）保护最弱路径：即使在最弱数据路径上也在足够时间段内密码地进行保护；
5）防分区：在足够时间段内将实现分区为其构造块；
6）应用锁定：不能在足够时间段内从其保护应用提取实现；以及
7）节点锁定：不能在足够时间段内从其主机平台提取实现。
一般地，本文公开的实施例涉及使用所公开的各种技术和系统来进行基函数编码。特定实施例在本文中（诸如在附录中）也可以被称为“透明盒”（ClearBox）实现。
本文所公开的各种技术可以使用在本质上与由所公开的技术保护的应用中使用的那些类似的操作，如之前所描述的。即，诸如基函数、分式、动态数据识别编码、交叉链接和变量相关编码的保护技术可以使用与原始应用代码使用的那些类似的操作，使得潜在攻击者可能难以或者不可能在原始应用代码与本文公开的保护措施之间进行区分。作为特定示例，与例如已知的加密技术采用的独特函数相对地，可以使用与原始应用代码执行的操作相同或计算上类似的操作来构造，所述基函数与原始应用代码集成在一起。这样的难以或不可能区分的操作和技术在本文可以描述为“计算上类似的”。
方法总地被设想为导致期望的结果的自相容步骤序列。这些步骤需要对物理量的物理操纵。通常，尽管不是一定的，这些量采取能够被存储、传送、组合、比较以及以其他方式操纵的电或磁信号的形式。有时主要出于通用的原因，将这些信号称为比特、值、参数、项目、元素、对象、符号、字符、项、数字等等是方便的。然而，应当注意的是，所有这些项和类似项应与合适的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便标签。已经出于说明的目的给出了对本发明的描述，但是该描述并不意图是穷尽的或者限于所公开的实施例。许多修改和变型对于本领域的普通技术人员将是清楚的。选择这些实施例来解释本发明的原理及其实际应用，并使本领域其他普通技术人员能够理解本发明，以便实现具有可能适于其他预期使用的各种修改的各种实施例。
本文公开的实施例可以在各种计算机系统和架构中实现并且与各种计算机系统和架构一起使用。图32是适于实现本文公开的实施例的示例计算机系统3200。计算机3200可以包括通信总线3201，其互连系统的主要部件，诸如中央处理器3210；固定储存器3240，诸如硬驱动器、闪速储存器、SAN设备等等；存储器3220；输入/输出模块3230，诸如经由显示适配器连接的显示屏，和/或一个或多个控制器与相关联的用户输入设备，诸如键盘、鼠标等等；以及网络接口3250，诸如因特网或类似接口，用于允许与一个或多个其他计算机系统的通信。
如本领域技术人员将容易理解的，总线3201允许中央处理器3210与其他部件之间的数据通信。与计算机3200驻留在一起的应用一般可以存储在诸如储存器3240或其他本地或远程存储设备的计算机可读介质上或经由该计算机可读介质来访问。一般地，所示出的每个模块可以与计算机整合，或者可以是分离的并通过其他接口来访问。例如，存储器3240可以是诸如硬驱动器的本地储存器，或者是诸如网络附着的存储设备的远程储存器。
许多其他设备或部件可以以类似方式连接。相反地，对于本文公开的实际实施例，示出的所有部件不需要都存在。这些部件可以以与示出的不同的方式来互连。诸如所示的那些的计算机的操作是本领域中容易知道的并且在本申请中未详细讨论。用于实现本公开的实施例的代码可以存储在计算机可读存储介质中，诸如存储器3220、储存器3240或它们的组合中的一个或多个。
更一般地，本文公开的各种实施例可以包括计算机实现的处理的形式和用于实施那些处理的装置或者以所述形式和装置来体现。实施例还可以以计算机程序产品的形式来体现，所述计算机程序产品具有包含体现在非暂态和/或有形介质中的指令的计算机程序代码，所述介质诸如软盘、CD-ROM、硬驱动器、USB（通用串行总线）驱动器，或任何其他机器可读存储介质。当这样的计算机程序代码被加载到计算机中或者由计算机执行时，计算机可以成为用于实施本文公开的实施例的装置。例如，实施例还可以以计算机程序代码的形式来体现，而无论是存储在存储介质中、加载到计算机中和/或由计算机执行还是通过一些传送介质被传输，诸如通过电布线或线缆、通过光纤或经由电磁辐射来传输，其中当计算机程序代码被加载到计算机中并由计算机执行时，计算机成为用于实施本文公开的实施例的装置。当实现在通用处理器上时，计算机程序代码可以配置处理器以创建专用逻辑电路。在一些配置中，存储在计算机可读存储介质上的计算机可读指令集可以通过通用处理器来实现，所述计算机可读指令集可以将通用处理器或包含通用处理器的设备变换成配置为实现或执行这些指令的专用设备。实施例可以使用硬件来实现，所述硬件可以包括处理器，诸如以硬件和/或估计来体现根据所公开的主题的实施例的技术的全部或部分的通用微处理器和/或专用集成电路（ASIC）。
在一些实施例中，本文公开的各种特征和功能可以通过计算机系统内的和/或计算机系统执行的软件内的一个或多个模块来实现。例如，根据本文公开的一些实施例的计算机系统可以包括配置为进行以下的一个或多个模块：接收现有计算机可执行代码、修改如本文公开的代码，以及输出修改后的代码。每个模块可以包括一个或多个子模块，诸如其中配置为修改现有计算机可读代码的模块包括用于生成基函数、将基函数与代码进行掺合以及输出掺合后的代码的一个或多个模块。类似地，其他模块可以用于实现本文公开的其他功能。每个模块可以配置为执行单个功能，或者一个模块可以执行多个功能。类似地，每个功能可以通过单独或协作操作的一个或多个模块来实现。
已经通过示例描述了一个或多个当前优选的实施例。对于本领域技术人员而言将清楚的是，可以做出多个变型和修改而不偏离如权利要求中所限定的本发明的范围。
1. 介绍
本文档解决以下问题：创建纲领性实现F、G的对，分别对于双射函数的对，使得：
（1）给定对F和值y的白盒访问，“难以”找到x使；
（2）给定对G和值x的白盒访问，“难以”找到y使；
（3）给定对F的白盒访问，“难以”找到对于的实现Q；以及
（4）给定对G的白盒访问，“难以”找到对于的实现P。
我们注意到，信息K足以容易确定可以视为用于对称密码的密钥，其中F和G根据密钥K来加密和解密。
我们未指定我们关于“难以”是和意义。最低限度，我们希望与解决上述问题（1）-（4）中的任何一个相比，选择K和生成F、G是需要显著更少的努力的。
附录
记号 含义
B 比特集合={0，1}
N 自然数集合={1，2，3……}
N0 有限素数集合={0，1，2……}
Z 整数集合={……，-1，0，1……}
x使得y
将x设置为y
如果且仅如果y，x
[A] 如果断言A为真，则1；否则0
元组或矢量x和y的拼接
x和y的逻辑或按比特与
x和y的逻辑或按比特包含
x和y的逻辑或按比特排他
或 x的逻辑或按比特非
x的倒数
使的最小整数k
使的最大整数k
在MF 下的集合S的像
向x应用MF 产生且仅产生y
向x应用MF 可以产生y
向x应用MF 不能产生y
向x应用MF 的结果未被定义
矩阵M的转置
集合S的素数
元组或矢量V的长度
数n的绝对值
具有元素的k元组或k-矢量
MF的k-聚合
MF的k-凝聚
的集合
使得C的 x的集合
使得C的集合S的成员x的集合
从x到y的汉明距离（=改变的元素位置的数量）
集合的笛卡尔积
MF 的复合
x是集合S的成员
集合S包含在集合T中或者等于集合T
集合S真包含在集合T中
的和
GF(n) 具有n个元素的伽罗瓦域（=有限域）
Z/(k) 整数模k的有限环
idS 集合S上的恒等函数
rand(n) 上的均匀随机变量
比特串x的位置a至b中的比特字段
，其中
，其中并且
表1 记号
缩写 展开
AES 高级加密标准
agg 聚合
API 应用程序接口
BA 布尔算术
BB 基块
CFC 控制流图
DES 数据加密标准
DG 有向图
dll 动态链接库
GF 伽罗瓦域（=有限域）
IA 干预聚合
iff 如果且仅如果
MBA 混合布尔算术
MDS 最大距离可分
MF 多函数
OE 输出扩展
PE 部分评估
PLPB 逐点线性分区双射
RSA
RNS 余数系统
RPE 相反部分评估
TR 抗篡改
SB 替换盒
SBE 基于软件的实体
so 共享对象
VHDI 甚高速集成电路硬件描述语言
表2 缩写。
2. 术语和记号
我们写“”来表示“使得”，并且我们写“iff”来表示“如果且仅如果”。表1概述了本文采用的许多记号，并且表2概述了本文采用的许多缩写。
2.1 集合、元组、关系以及函数。对于集合S，我们写|S|来表示S的素数（即，集合S中的成员的数量）。我们还使用|n|来表示数n的绝对值。
我们写来表示其成员是的集合。（因此，如果均不同，则 。）我们还写来表示形式x的使得条件C保持的所有条目的集合，其中C正常情况下是取决于x的条件。
2.1.1 笛卡尔积、元组以及矢量。在A和B是集合的情况下，AxB是A和B的笛卡尔积；即，所有这样的对(a,b)的集合，其中（即，a是A的成员）以及（即，b是B的成员）。因此，我们具有。一般而言，对于集合，的成员是形式为的k元组，其中对于，。如果是元组，则我们写来表示t的长度（在该情况中，；即，元组具有k个元素位置）。对于任何x，我们认为x与(x)——长度为1的其唯一的元素为x的元组——相同。如果元组的所有元素属于相同集合，则我们称其为该集合上的矢量。
如果u和v是两个元组，则u||v是它们的拼接：通过创建按顺序包含u的元素并然后按顺序包含v的元素的元组来获得|u|+|v|长度的元组：例如 。
我们认为括号在笛卡尔积中是有意义的：对于集合A、B、C，的成员看起来像，而的成员看起来像，其中并且。类似地，的成员看起来像，其中并且。
2.2.1 关系、多函数（MF）以及函数。k个集合（其中我们必须具有）的笛卡尔积上的k元关系是任何集合。通常，我们将对二元关系感兴趣；即，对于（不一定不同的）两个集合A、B的关系。对于这样的二元关系，我们写来指示。例如，在R是实数的集合的情况下，在实数对上的二元关系是使得x小于y的所有实数对(x,y)的集合，并且当我们写时，意思是。
记号指示，即R是AxB上的二元关系。该记号类似于用于下面的函数的记号。其意图是指示二元关系被解释为多函数（MF），计算的关系抽象——不一定是确定性的——其从集合A取输入并返回在集合B中的输出。在函数的情况下，该计算必须是确定性的，而在MF的情况下，该计算不需要是确定性的，并因此其对于其中外部事件可能影响给定过程内的执行进展的许多软件而言是更好的数学模型。A是MF R的域，并且B是MF R的值域。对于任何集合，我们定义。是X在R下的像。对于并且，我们写来意指，我们写来意指，我们写来意指，并且我们写（读“R(a)是未定义的”来意指不存在。
对于二元关系，我们定义。R-1是R的倒数。
对于二元关系和，我们通过来定义 。是S与R的复合。二元关系的复合是联合；即，对于二元关系 。因此，对于二元关系，我们可以自由地写而没有括号，因为该表达无论我们将它们放在何处都具有相同的意义。注意，其中我们首先取X在R1下的像，并然后取该像在R2下的像，以此类推直到倒数第二个像在Rk下的像，这是复合中左边的Ri以取像操作的相反顺序来写的原因，正如Ri在取像表达中右边那样。
在对于有的情况下，是二元关系 ，并且。是的聚合。
在对于有的情况下，是二元关系
并且。是的凝聚。
我们写来指示是从A到B的函数，即，，对于任何且，如果，则。对于任何集合S，是对于所有有的函数。
2.1.3 有向图、控制流图以及支配者（dominator）。有向图（DG）是有序对，其中集合N是节点集合并且二元关系是弧关系或边关系。是G的弧或边。
中的路径是节点序列，其中对于，，并且对于，。是路径的长度。最短可能路径具有长度为零的形式。路径是无环的，如果且仅如果没有节点在其中出现两次；即，如果且仅如果不存在使的的索引i、j。对于集合S，我们定义，其中S出现r次并且X出现r-1次（使得），并我们定义——对于所有可能长度的S的所有笛卡尔积的无限并集。然后，G中的每个路径是N+的元素。
在有向图中，如果在G中存在从x开始并在y结束的路径，则节点是是从节点可达的。（因此，每个节点都是从其自己可达的。）的到达是{|y是从x可达的}。如果且仅如果两个以下条件之一递归地保持，则两个节点x、y在G中相连：
（1）存在G的其中x和y二者都出现的路径，或者
（2）G中存在节点，使得x和z相连并且y和z相连。
（如果x=y，则单元素集合（即，长度为1）路径(x)是从x到y的路径，所以G的每个节点连接到其自己。）如果且仅如果G的每个节点对都相连，是连通图。
对于每个节点，A中在x处开始并在某个其他节点结束的弧的数量是节点x的出度，并且对于每个节点，A中在某个节点处开始并在y处结束的弧的数量是节点y的入度。节点的度是n的入度和出度之和。
中的源节点是其入度为零的节点，并且中的宿节点是其出度为零的节点。
是控制流图（CFG），如果且仅如果其具有特异源节点，从该特异源节点每个节点是可达的。
令是具有源节点n0的CFG。如果且仅如果每个从n0开始并以y结束的路径包含x，节点支配节点。（注意，按照该定义和上文的注释，每个节点支配其自己。）如果且仅如果以从开始节点开始并以Y的元素结束的每个路径包含X的元素，节点X的集合支配CFG中的节点Y的集合。
在如上的和的情况下，如果且仅如果从开始并在Y的元素结束的每个路径包含X的元素，非空节点集合支配非空节点集合。（注意，单个节点支配另一单个节点的情况是该定义的特殊情况，其中|X|=|Y|=1。）
2.2 代数结构。Z表示所有整数的集合，并且N表示所有大于零的整数（自然数）的集合。表示整数模m的环，对于某个整数，。只要m是素数，，整数模m的伽罗瓦域。B表示比特的集合，其可以用环的两个元素来标识。
2.2.1 恒等式。恒等式（即，等式）在混淆中扮演关键角色：如果对于两个表达式X、Y，我们知道X=Y，则我们可以用Y的值来替代X的值，并我们可以用Y的计算来替代X的计算，反之亦然。
这样的基于代数恒等式的替代对于混淆是关键的容易通过以下事实看出：它们的使用被发现在的每一个中改变外延。
有时我们希望使布尔表达式恒等（相等），这些布尔表达式可以自己包含等式。例如，在典型的计算机算法中，（使用带符号的比较）。因此，“iff”等于条件，并且因此包含“iff”的表达式也是恒等式——具体地，条件恒等式或布尔恒等式。
2.2.2 矩阵。我们通过以下来表示（r行、c列）矩阵M：
其中，其转置通过MT来表示，其中
使得，例如
。
2.2.3 与计算机算法的关系。在（所有长度为n的比特矢量的集合）上，像往常一样定义加法（+）和乘法定义以用于具有2的补码定点运算的计算机（参见[25]）。然后，是阶2n的有限2的补码环。模整数环与是同构的，其是在具有n比特字长的计算机上的典型计算机定点计算（加法、减法、乘法、除法和余数）的基础。
（为了方便，我们可以通过xy来写（x乘以y）；即，我们可以通过并列来表示乘法，这是代数中的公共约定。）
鉴于该同构，我们可互换地使用这两个环，尽管我们可以将视为包含范围从到（包含性的）中的带符号数。我们可以得以忽略的元素是否占据带符号范围以上或量值从0到（包含性的）的范围的问题的原因是算术运算和对Bn中的比特矢量上的影响是相同的，无论我们是将数解释为2的补码带符号数还是解释为二进制量值无符号数。
我们是否将数解释为带符号的问题仅对于不等式运算会出现，这意味着我们应当预先决定具体数要被如何处理：不一致的解释将产生异常结果，正如C或C++编译器不正确的使用带符号和无符号比较指令将产生异常代码一样。
2.2.4 按比特计算机指令和。在（所有长度为n的比特矢量的集合）上，具有n比特字的计算机典型地提供按比特与（）、含或以及非。于是是布尔代数。在中，其中矢量长度是一，0为假且1为真。
对于任何两个矢量，我们通过定义u和v的按比特异或。为了方便，我们典型地用表示。例如，我们还可以将该恒等式表示为。
因为在布尔代数中的矢量乘法——按比特与——是结合的，所以是环（称为布尔环）。
2.2.5 T函数和非T函数。在以下情况下从w比特字的k矢量映射到w比特字的m矢量的函数是T函数：如果对于每对矢量 （其中且，并且其中在w比特字中比特从0到w-1编号），则在其处y和y'不同的单元字中的最低编号的比特不比在其处x和x'不同的单元字中的最低编号的比特低。典型地，我们认为字内的这种编号为从低阶到高阶比特，认为字表示二进制量值，所以我们可以将此重新声明为：输出比特可以仅取决于相同或更低阶的输入比特。
Bw上计算的可从连同在上的组成的函数——从而在w比特字上的所有运算操作——是T函数。具有T函数属性的模糊构造易受比特切片攻击，因为我们可以通过将来自所有字的高阶比特掉入到输入和输出矢量中来从任何T函数获得另一合法的T函数。
T函数属性不适于不是2的幂的右移位、按比特旋转、除法运算或基于除数/模数的余数/模运算，也不适于其中条件分支做决定的函数，其中较高阶条件比特影响较低阶输出比特的值。
对于条件分支和基于比较的条件执行，注意：基于使用六种标准比较形成的条件的条件执行均可以容易地违反T函数条件，并且实际上，在使用基于比较的分支逻辑的正常代码中，相对于服从T函数，违反T函数更加容易。
2.2.6 多项式。多项式是形式为 （其中对于任何x，）。如果，则d是多项式的次数。多项式可以相加、相减、相乘和相除，并且这样的运算的结果本身是多项式。如果d=0，则多项式是常数；即，其简单地由标量常数a0构成。如果d>0，则多项式是非常数。我们可以具有在有限和无限环和域上的多项式。
如果非常数多项式不能写为两个或更多非常数多项式的乘积，则该非常数多项式是不可约的。不可约的多项式对于多项式所扮演的角色类似于素数对于整数所扮演的角色。
变量x没有特殊意义：关于特定多项式，其仅仅是占位符。当然，我们可以将x替代为一值以评估多项式——即，变量x仅在我们将其替代为某内容时才是有意义的。
我们可以用其系数矢量来标识多项式。
在上的多项式在密码学中具有特殊意义，因为系数的矢量简单地是比特串并且可以在计算机上高效地被表示（例如，高达7次的多项式可以表示为8比特字节）；加法和减法是相同的；以及比特串表示的两个这样的多项式之和使用按比特（异或）来计算。
2.3 编码。我们在此正式地引入编码。
令是总计。选择双射和双射。我们称为F的编码版本。d是输入编码或定义域编码并且r是输出编码或值域编码。诸如d或r的双射简称编码。在特定情况中，F是函数。
图1中示出的图然后交换，并且用F’的计算简单地是用加密的函数的计算[28,29]。如图1中所示，仅D’、F’（加密的函数）和R’对于攻击者是可见的。没有原始信息对于攻击者是可见的（D、F、R），也没有原始信息是用于执行编码的信息。
令，其中对于 ，。然后，关系级联是关系 ，i范围在上， 。明显的，。如果是双射并因此是编码，则B也是双射和编码。B于是称为级联编码，并且Bi是B的第i个分量。
（我们可以将以下视为以上的特殊情况，其中mi和ni都具有值1。）对于，令。然后，关系聚合是关系其中i范围在上，。明显的，。如果是双射并因此是编码，则B也是双射和编码。B于是称为聚合编码，并且Bi是B的第i个分量。
对于，令。则关系凝聚是关系，。
2.3.1 网络编码计算。一般地，变换的输出将成为另一后续变换的输入，这意味着第一个的输出编码必须匹配如下那样匹配第二个的输入编码。
用于计算的联网编码（即，变换X被变换Y跟随）是形式 的编码。
在一般情况中，我们具有这样的编码网络，其是其中节点函数是经编码的函数的数据流网络。
编码可以从代数结构得到（见）。例如，有限环编码（FR）基于这样的事实：上的仿射函数 只要s是奇数就是无损的，其中w是字宽，其可以通过忽略溢流使得模数是自然机器整数模数来实现。
我们从图1注意到：对于经编码的计算的关键是输入、输出以及计算都被编码。例如，考虑，整数的环模，其中w是用于某些计算机的优选字宽（典型地为8、16、32或64，随着时间过去趋势朝向更高的宽度）。的单位（即，具有乘法逆元素的那些）是奇元素。
假设我们想要在字宽为w的二进制计算机上对加法、减法和乘法进行编码，使得未编码的计算在上执行。我们可以使用在上的仿射编码。对于未编码变量和对应的经编码变量，其中，我们想要确定如何计算
--------------
1 记号由John Backus在他的ACM图灵奖演讲中针对函数聚合引入。我已经将其应用于一般性的二元关系。
；即，我们需要对的表示。（在这样的运算的网络上，我们将具有许多不同的编码，其中要求运算的结果采用与消耗运算的对应输入编码相同的编码。）
在并列在上表示，2的补码中的-x是中的-x，并且2的补码中的xy是中的xy。因此，如果是v的编码并且为其逆，则并且（上的另一仿射）。于是
其具有一般形式，具有常数；原始数据和编码系数已经消失。如果y是正或负常数k，则我们可以选择（即，且），其上式约减为
其对于常数具有一般形式。可替代地，我们可以计算为，其中我们定义并且，使得我们可以在完全没有计算的情况下计算。为了在没有计算的情况下使，我们简单地定义和以及设置。类似地，对于减法：
其再次具有一般形式，具有常数；原始数据和编码系数已经消失。如果是常数c，则我们如上针对加法继续，设置。为了相减，我们可以通过在没有计算的情况下忽略而在没有计算的情况下计算它，并且然后如上所描述的那样加k。对于乘法：
其对于常数具有一般形式。最后，如果x是常数k，则我们可以选择（即，我们可以选择和），在该情况中，以上乘法方程约减为：
其对于常数具有一般形式。可替代地，如果k在中是可逆的，则我们可以通过定义和将计算为，其具有用于FR编码的标准仿射形式，并且允许我们取为，但是是利用编码而非其自己的编码，从而我们可以在完全没有计算的情况下计算。
也可以使用较高阶的多项式：一般而言[27]，对于，在上，是置换多项式（即，双射或无损多项式）iff
（1）对于，是（模），
（2）是奇数，
（3）是偶数，以及
（4）是偶数；
特性归因于Rivest。（仅上的双射的集合可以写为在上的这样的置换多项式。）次数越高，在多项式的选择中包含更多熵，但是时间和空间复杂度相应增加。
置换多项式在许多环和域上存在。Klimov[17]将该特性外延到他称为一般化置换多项式的内容，其类似于上文描述的那些，以下除外：任何给出的可以是上的+或-（模）或按比特异或，并且运算可以以任何固定顺序来应用。
尽管我们可以写任意次数的多项式，但是在上的每个多项式等同于非常受限次数的多项式。事实上，已知的是，对于，在上的每个置换多项式P具有次数的在上的等同置换多项式Q。
关于置换多项式的难度（无论一般化与否）是它们仅在它们的逆已知并且方便计算时才变得真正有用。已知大多数置换多项式具有高次数的逆（对于在上的置换多项式接近）。然而，使用Rivest的（非一般化的）以上特性，如果对于，，则逆的次数与要求逆的多项式的次数相同。针对置换多项式的逆的方程如下（对于更严格的处理参见第C节）：
2.3.2 二次多项式和逆。如果，其中并且b是奇数，则P是可逆的，并且，其中常数系数通过以下来定义：
以及
。
2.3.3 三次多项式和逆。如果，其中且c是奇数，则P是可逆的，并且，其中常数系数通过以下来定义：
以及
。
2.3.4 四次多项式和逆。如果，其中并且d是奇数，则P是可逆的并且，其中常数系数通过以下来定义：
以及
。
2.3.5 关于在上的置换多项式的注意事项。令p是素数并且N。在上的属性置换多项式在Mullen和Stevens的1984年的论文中被考察[19]，其向我们教导如下。
（1）在是上的PPs的数量的情况下，对于任意，m>0，其中，是不同素数且，我们有。
（2）在上的功能上不同的PPs的数量为，其中，是最大整数，并且。注意，是整数但是，并且我们有（模p）。
（3）每个多项式函数可以以递降阶乘的形式来表达
其中，。是递降阶乘。
2.3.6 关于在上的置换多项式的注意事项。对于具有w比特字的计算机，在上的PPs是特别方便的，因为加法、乘法以及减法模可以通过以下方式来执行：简单地忽略溢流、下溢以及在量值和2的补码计算之间的不同，并针对这样的机器取普通未校正的硬件结果。此外，这也是在用C、C++或JavaTM编写的程序中对整型、带符号整型或无符号整型的操作数的计算的默认行为。
调整来自以上的结果[19]，在上功能上不同的PPs的数量为：，其中，是最大整数，并且。注意，是整数但是，并且我们有 （模2）。
2.3.7 关于编码的一般注意事项。表示从函数P得到的经编码的实现。为了强调P将m矢量映射到n矢量，我们写。P于是称为函数或变换。对于矩阵M，指示M具有m列和n行。（这些记号自然地对应，将M到示例的应用取为函数应用。）。
（助记符：熵传递函数）是从在B上的m矢量到在B上的n矢量的任意函数，对于，其不丢失信息的比特，并且对于，其最多丢失m-n比特。函数是有损的，其不是的实例。在给定方程或等式中的的多次出现表示相同矢量。
（助记符：熵矢量）是从选择的任意矢量。在给定方程或等式中的多次出现表示相同矢量。
仿射函数或仿射变换（AT）是针对所有矢量针对所有集合S通过定义的矢量到矢量函数V（简明地：），其中M是常数矩阵，并且d是常数位移矢量。如果A和B是AT，则其中定义的和也是。是线性函数或线性变换（LT）。
对于一些素数幂的在上的从k矢量到m矢量的函数是深度非线性的，线性函数和编码 。
（注意，如果，其中是仿射，则无疑线性，因为我们可以选择来执行的矢量位移的按元素的相加。）
如果对于素数幂，不是深度非线性的，我们说直到编码是线性的。
我们已经证明了关于直到编码的线性度和恒等式的以下内容。
（1）如果函数直到编码是线性的，则所有其射影也是。
（2）两个矩阵直到编码是相同的，iff一个可以通过一系列的行或列与非零标量的乘法而转换成另一个。
（3）如果两个函数直到编码是线性的并且直到编码是相同的，则它们是矩阵的编码，所述矩阵直到编码也是相同的。
（4）如果两个矩阵直到编码是相同的，则它们的相应子矩阵也是。
（5）如果M在上是非零矩阵，则在上存在矩阵M'使得M、M'直到编码是相同的，其中M'（M的规范形式）具有仅包含0和1的前导行和列。
2.3.8 *分式和分式函数。如中所提到的，一般而言，当产生经编码的输出时，其与假设的精确相同的编码一起消耗，使得经编码的运算变成，其中，是编码且 。
有时有利的是输出具有一个编码的值且随后输入假设一些其他编码。如果我们将输出为并且之后消耗它假设编码，则实际上，我们已将应用于未编码的值。我们称在其中产生值的编码与当其被消耗时假设的编码之间的这样的有意失配称为分式。如果编码是线性的，则分式函数也是，并且如果它们是置换多项式，则分式函数也是。
分式在混淆中是潜在有用的，因为它们有效执行的计算在代码中不出现——执行正常联网编码的代码和借助于分式增加运算的代码的量和形式——是相同的，并且不存在明显的方式来消除这些情况的歧义，因为对它们自身的编码趋向于是稍微歧义的。
注意，定义分式的属性是所说的分式函数。一般而言，存在对消耗编码v和产生编码u的许多不同选择，这精确地产生相同的分式函数：很可能例如具有使得对于是相同的分式函数。因此，指定分式函数未明确隐含其的产生和消耗编码。
2.4 部分评估（PE）。MF的部分评估（PE）是通过冻结一些其他MF（或这样生成的MF）的一些输入的MF的生成。更正式地，令是MF。针对常数的对的部分评估是该MF的导数，使得对于任何和，。为了指示该PE关系，我们还可以写。我们还可以将MF对的PE求导的g称为的部分评估(PE)。即，术语评估可以用于指代求导过程或其结果。
为了提供特定示例，我们考虑编译的情况。
在没有PE的情况下，对于计算机程序p，我们可以具有，其中S是所有源代码文件的集合，并且E是目标代码文件的集合。于是，将表示计算机程序p到源代码文件s的应用，产生目标代码文件e。（我们取p为函数，并且不仅仅是多函数，因为我们通常希望编译器是确定性的。）
现在假设我们具有非常一般的编译器q，其输入源程序s以及一对语义描述：在期望目标平台t上的可执行代码的语义的描述和源语言语义描述d。其根据源语言语义描述将源程序编译成用于期望目标平台的可执行代码。于是我们有，其中S是源代码文件的集合，D是源语义描述的集合，T是平台可执行代码语义描述的集合，以及E是用于任何平台的目标代码文件的结合。于是，对于常数元组（即，由特定源语言语义描述和特定目标平台语义描述构成的对），特定编译器是q的PE p，即对于一些特定常数，。在该情况下，X（PE保留的输入集合）是S（源代码文件的集合），Y（PE通过选择其特定成员而移除的输入集合）是（源语义描述的集合D和目标平台语义描述的集合T的笛卡尔积），以及Z（输出集合）是E（目标代码文件的集合）。
PE在[10, 11]中使用：AES-128密码[16]和DES密码[18]是针对密钥的部分评估以便隐藏密钥免受攻击者影响。对基本方法和系统的更详细的描述在[21, 22]中给出。
当优化编译器通过确定操作数在运行时将在何处是常数以及然后用更特定的运算代替它们与常数的运算来用更特定的计算替代一般计算时，优化编译器执行PE，所述更特定的运算不再需要输入（有效地恒定的）操作数。
2.5 输出外延（OE）。假设我们具有函数。函数是的输出外延（OE），对于每个，我们对于一些有。即，向我们给出给出的任何内容，并且还给出输出信息以外的附加过程。
我们还使用术语输出外延（OE）来指代给定这样的函数找到这样的函数的过程。
在函数实现为例程或其他程序段的情况下，一般直接确定实现作为函数的OE的函数的例程或程序段，因为找到这样的函数的问题受非常松的约束。
2.6 逆向部分评估（RPE）。为了创建一般的、低开销的、有效的互锁以将保护绑定到SBE，我们将采用新颖的基于逆向部分评估（RPE）的方法。
明显地，对于几乎任何MF或程序，存在极大的程序或MF 的集合（集合）以及常数，对于所述集合，针对任何任意的，我们始终具有。
我们称找到这样的元组的过程（或我们通过该过程找到的元组）为的逆向部分评估（RPE）。
注意，PE趋向于是特定的且确定性的，而RPE提供无定数的大量替代：对于给定，可以存在任何数量的不同元组，这些元组中的每一个都有资格作为的RPE。
找到作为更一般的程序的PE的有效程序可能是非常难的——即，该程序受非常紧的约束。找到给定特定程序的有效RPE正常情况下是很简单的，因为我们有如此多的合法选择——即，该问题受非常松的约束。
2.7 代码编译中的控制流图（CFG）。在编译器中，我们典型地通过控制流图（CFG：参见中的定义）来表示通过程序的可能控制流，其中可执行代码的基本块（BB）（具有单个起始点、单个结束点并且从其起始点到结束点依次执行的“直线”代码序列）由图节点表示，并且弧将对应于BB U的节点连接到对应于BB V的节点，如果在包含程序的执行期间控制将时钟或可以可能地从BB U的结束流向BB V的起始的话。这可以以多种方式发生：
（1）控制流可以自然地从BB U导向BB V。
例如，在以下C代码段中，控制流自然地从U导向V：
（2）控制流可以通过过程内控制构造从U引导到V，所述过程内控制构造诸如while循环、if语句或goto语句。
例如，在以下C代码段中，控制通过break语句从A引导到Z：
（3）控制流可以通过调用或返回从U引导到V。
例如，在以下C代码段中，控制通过在g()体中调用到f()而从B引导到A，以及通过从至f()的调用返回从A引导到C：
（4）控制流可以通过异常控制流事件从U引导到V。
例如，在以下C++代码段中，控制通过指向所说的对类A中的对象的引用的引用的dynamic_cast的故障而可能从U引导到V：
对于CFG 中的每个节点——针对控制的C、针对传递的T——取节点n来表示特定BB，并且该BB计算通过节点确定的MF，所述BB n包含：某个函数，其中X表示由n的代码读取和使用的所有可能值的集合（并因此至函数的输入），并且Y表示由n的代码写出的所有可能值的集合（并因此来自函数的输出）。典型地，是函数，但是如果利用非确定性的输入，诸如高分辨率硬件时钟的当前读数，则是MF而非函数。此外，一些计算机硬件包括可以产生非确定性结果的指令，这再次可以导致是MF而非函数。
对于具有CFG和起始节点n0的整个程序，我们用程序的BB的集合来标识N，我们用出现在程序的起始点处的BB（典型地，对于C或C++程序的例程main()的起始BB）来标识n0，并且我们用控制从程序的一个BB到另一个的每个可行传递来标识T。
有时，取代用于整个程序的CFG的是，我们可以具有用于单个例程的CFG。在该情况中，我们用例程的BB来标识N，我们用出现在例程的起始处的BB来标识n0，并且我们用控制从例程的一个BB到另一个的每个可行传递来标识T。
2.8 通过对交互进行的*置换。这里我们考虑如何仅使用随机的切换元素来产生n个元素的置换，其计算（无交换）或（交换），分别具有概率。
2.8.1 通过盲对交换进行的*置换。排序网络可以如图7中示出的那样通过一系列平行线72来表示，其中，在某些点处，在与这些线的直角处，一个线通过交叉连接74（表示对作为两个连接的线携带的元素的数据的比较-并且如果更大-则交换操作）连接到另一个线。如果不管输入为何，输出以排序后的顺序出现，则产生的网络是排序网络。在排序网络中的比较是数据无关的：正确的排序结果在线的右端，而不管线的左端处引入的数据。比较-并且如果更大-则交换操作可以被重排序，只要共享端点的比较的相对顺序被保持即可。
构造这样的针对n个节点的排序网络的有效方式由Batcher的奇偶合并排序[2]给出，其是数据无关的排序：确切的说，相同的比较-并且如果更大-则交换操作被执行，而不管要排序的数据。在对n个元素的集合进行排序时，该算法执行比较。算法的细节可以在这些URL[3]处找到。
如果这样的网络将要把任意的数据排序成有序的，则其遵循：如果比较-并且如果更大-则交换操作被具有概率的交换操作替代，则相同的网络配置将把n个独特元素的序列置换成随机顺序，可能是偏置的顺序。这是我们将用来使用伪随机真/假变量来实现置换的机制的基础，所述伪随机真/假变量是使用计算来创建的。
注意，n个元素的置换的数量是n！，而使用位置中的一个比特来指示是进行还是不进行第i交换的交换配置的数量是，其中是在对n个元素排序的Batcher网络中的阶段的数量。
例如，对于n=3，n！=6，b(n)=3，以及，所以必然存在比一种方式更多的可以选择的置换，但是它们中的一些不能。类似地，对于以及，所以必然存在比一种方式更多的可以选择的置换，但是选择给定置换的交换配置的数量不能始终相同，因为。
减小偏置要求我们确保达到任何置换的方式的数量对于每个置换大致相同。因为对于任何n都是二的幂，所以这不能简单地通过添加额外阶段来完成。在一些情况中，有必要使用用于减小偏置的其他方法。
2.8.2 通过受控对交换进行的*置换。在中描述的方法遭受显著的偏置（该偏置可以容易地超过二对一）。问题是：随机交换/不交换决定的数量始终是2的幂，而置换的数量始终是阶乘，并且对于2以上的元素计数，置换的数量决不会除尽交换/不交换队列的数量，该交换/不交换队列的数量形成介于0与之间的数（包含性的），其可以视为k比特的串：每交换/不交换决定一个比特。
存在两种不同的机制我们可以部署来从相同种类的决定元素获得结果（比较两个伪随机数）。我们从直接选择问题开始：为了生成置换，我们针对给定位置选择n个元素之一，并且然后针对另一个位置选择n-1个元素之一，如此类推，直到我们被迫针对剩余的位置选择剩余的元素。
移除偏置的第一种方法可以称为衰减。例如，假设我们需要选择12个元素之一。我们可以创建具有16个叶子节点的二进制决策树，并且将这些叶子节点映射到12个元素上，其中8个经由一个叶子可达且4个通过两个叶子节点分别可达。（我们简单地将16个叶子节点卷绕12个选择，直到所有叶子节点已被使用；即，我们通过重复从1到12的元素号直到我们具有针对16个叶子节点中的每一个的元素号为止，来创建16个元素的序列：。）在该点处，在我们的选择中我们具有最大2:1的偏置。如果我们使用具有32个叶子节点的树，则我们将具有4个从两个叶子节点可达的元素和8个从3个叶子节点可达的元素，并且我们的最大偏置减小到3:2。如果我们使用具有64个叶子节点的树，则我们将具有8个从5个叶子节点可达的元素和4个从6个叶子节点可达的元素，并且我们的最大偏置减小到5:4。衰减产生快速但庞大的代码。
移除偏置的第二种方法可以称为重选。如上面那样，假设我们需要选择12个元素之一。我们可以创建具有16个叶子节点的二进制决策树，并且将12个叶子节点映射到12个选择。其他四个选择映射以向后循环并再次执行整个选择。以概率，我们在第一次尝试时成功。以的概率，我们在前两次尝试中成功。以概率，我们在前三次尝试中成功。重选具有以下优点：其可以几乎完全消除偏置。其具有以下优点：在空间上紧致的同时，其涉及重做一些步骤。此外，因为我们将希望限制迭代的数量，所以其涉及对重复计数并默认成在其中计数被超过的这些稀少情况上的（稍）偏置的选择。重选是更紧致的、较慢的，并且与衰减相比消除更多偏置。
移除偏置的第三种方法可以称为重配置。如上面那样，假设我们需要选择12个元素之一。我们注意到：使用16个叶子节点，我们具有2:1的偏置，其中8个节点1条道路可达，并且4个节点2条道路可达。假设我们建立三条道路来标识叶子节点到元素的映射。对于12个元素中的每一个，其出现在设置在两个配置中的“1条道路”中并且在设置在一个配置中的“两条道路”中。我们然后（使用重选）来选择三个配置之一，并且然后选择使用16个叶子节点的数从而导致几乎完美的非偏置选择，并且我们仅仅必须在3个元素而非12个元素上应用重选。以很少的额外数据的代价，当消除偏置所需的配置数量小时，该方法提供紧致性和速度的最佳组合。（配置的最大可能数量通过从其进行选择的元素的数量被上限界，但是以该数量的配置，使用重配置是无意义的，因为选择配置仅仅是我们正尝试减小其偏置的问题的另一个实例。）
2.9 深非线性度：函数索引交织。在[10]中描述的AES-128实现使用[21]的方法来建立，已经使用[4]中攻击被渗透。尽管该攻击成功，但是该攻击很复杂，并且将需要大量人力来应用到任何特定软件实现，因此即使没有修改，[21]的方法也是有用的。将极难对在根据[22]加强的根据[21]的实现上的攻击做出成功的[4]的攻击。然而，我们现在寻求更强的保护，并且因此使我们理应找到进一步保障[21, 22]的方法的方式以便致使诸如[4]中的那些的攻击不可行。
2.9.1 浅非线性度和同态映射攻击。在根据宽输入线性实现（[21]中的）和pp.9-10上的（[21]中的[0195]-[0209]段）中描述的矩阵分块方法的[21, 22]的实现中做出许多使用。以下是为真：[21]的方法产生这样的线性变换矩阵的非线性经编码的实现。然而，实现是浅非线性的。即，这样的矩阵被转换成替换盒（查找表）的网络，其由于空间限制而必然具有有限数量的元素。在用于对这样的盒编索引的值上以及在从这样的盒获取的元素值上的非线性编码（任意1对1函数，它们自身可表示为替换盒；即，作为查找表）由于空间限制而类似地限制为有限范围。
因此，这样的经分块矩阵表示的输入输出编码的实现计算的任何数据变换直到编码是线性的，所述分块矩阵表示被实现为替换盒的网络，或者用于表示本质上任意的随机函数的类似设备；即，通过对每个输入矢量元素单独重编码和对每个输出矢量元素单独重编码，可以将任何这样的变换转换成线性函数。
在[4]中的攻击方法是基于同态映射的攻击类的实例。在上的情况中，攻击利用线性函数的已知属性，因为这是AES中的计算的代数基础。具体地，在中的加法使用按比特（异或）来执行，并且该函数定义精确已知形式的拉丁方。因此，有可能搜索从的经编码的查找表版本到未编码的版本的同态，并且有可能在任何函数（其中是按比特的）的情况下以合理效率找到对特定仿射A的近似解（即，在实Q的仿射映射A内的近似）。这些事实在[4]的攻击中被利用，并且存在可以类似地利用以下事实的其他攻击：[21, 22]的分块矩阵函数实现直到编码是线性的。尽管这样的攻击仅产生部分信息，但是它们可以将针对精确信息的搜索缩窄到这样的点，在该点中，剩余的可能性可以通过穷尽搜索来考察。例如，使用[21, 22]提供的建立块的加密或解密的白盒实现可能易受诸如[4]中的攻击的密钥提取攻击或基于同态映射的相关攻击的攻击。
2.9.2 挫败同态映射：深度非线性函数。对同态映射攻击的解决方案是用其为（1）宽输入的函数替代这样的矩阵函数；即，包括单个输入的比特数大，使得可能的输入值的集合极大，以及（2）深度非线性的；即，可能不可能通过编码（即，通过单独对单独输入和单独输出重编码）被转换成线性函数的函数。
使输入宽使得通过在所有输入上对函数制表来进行的暴力求逆消耗不切实际的巨量存储器，并且深非线性度防止同态映射攻击，诸如[4]中的攻击。
例如，我们可以用深非线性MDS变换来替代AES中的MixColumns和InvMixColumns变换，从而致使这些中的任一个的暴力求逆不可能，AES中的MixColumns和InvMixColumns变换输入和输出32比特（4字节）值，所述深非线性MDS变换输入和输出64比特（8字节）值。称这些变型为MixColumns64和InvMixColumns64。（因为对消息的加密在发送方完成并且解密在接收方完成，所以这些在正常情况下将不再相同网络节点上呈现，所以攻击者在正常情况下只具有对它们之一的访问。）
例如，假设我们希望在上（其中n是用于实现的多项式——即比特串——大小）或相应地在上（其中n是期望元素宽度）构造这样的深非线性矢量对矢量函数。令u+v=n，其中u和v是正的非零整数。令G=我们选择的的（相应地的）表示，=我们选择的的（相应地，的）表示，并且=我们选择的（相应地，）的表示。
假设我们需要实现深非线性函数，3且；即，在我们选择的的表示G上的p矢量到q矢量的一个映射。
如果我们想要线性函数，则我们可以使用G上的矩阵来构造线性函数，并且如果我们想要非线性但是直到编码是线性的函数，则我们可以使用根据[21, 22]的这样的矩阵的分块经编码实现。然而，这些方法不足以获得深线性度。
我们注意到的元素都是比特串（长度分别为）。例如，如果n=8并且u=v=4，则G的元素是8比特字节，并且和的元素是4比特半字节（半个字节）。
以下构造称为函数索引交织。我们引入运算和，它们在实际的任何现代计算机上是可容易实现的，如对于通过编译器在代码生成中创造的那些将明白的。对于比特串，我们定义，即，向s（包含性的）返回比特r。对于比特串的矢量，我们定义，即向旧矢量元素的每一个的s（包含性的）返回包含比特r的新矢量。对于相同长度的比特串的两个矢量，即和，我们定义；即，的每个元素是V的对应元素与W的对应元素的级联。
为了获得上述我们的深非线性函数，我们按照图8的流程图如下继续。
80 选择函数，或者可替代地选择上的矩阵。（因为奇异平方子矩阵可能产生对于同态映射的脆弱性，所以优选地，L的矩阵表示的最大平方子矩阵是非奇异的。如果L是MDS，则没有L的平方子矩阵是奇异的，所以该优选无疑是令人满意的。）
82 选择函数，，或者可替代地，选择上的矩阵。（因为奇异平方子矩阵可能产生对于同态映射的脆弱性，所以优选地，的矩阵表示的最大平方子矩阵是非奇异的。如果是MDS，则没有任何的平方子矩阵是奇异的，所以该优选无疑是令人满意的。）
84 选择函数，对于该函数，（即，选择为“映射到……之上”或“满射”的s）。
与s是映射到……之上的要求不同，我们可以随机选择s。然而，即使简单的构造也足以获得s。作为示例，我们给出对于s的优选构造如下。
如果，则我们选择线性函数（或者等同地，在上的矩阵）以及函数。类似地，如果，我们可以选择线性函数 和函数，等等。于是，令。在优选实施例中，k是2、1或8，或2的一些其他幂。
假设k=2。于是，可以返回的元素的比特串表示的低阶比特；如果k=4，则可以返回低阶2比特，并且一般地，如果，则可以返回比特串模k的值，对于的我们的优选选择，其也就是说通过提取输出的m低阶比特来获得。
上面的优选方法使得我们使用针对的分块矩阵实现，使得[21, 22]的方法应用于其。此外，当是可逆时，我们可以通过下述方法使用该优选构造来直接获得的实现，这生成其构造类似于的构造的函数。对于任何，令
以及
，其中。
上面的步骤（4）中定义的函数可以是或不可以是深非线性的。然后，接下来的步骤是检查深非线性度。我们使用以下测试来确定此。
如果是深度非线性的，则如果我们冻结除了至常数值的一个输入以外所有其输入，并且忽略除了一个输出以外的所有其输出，则我们获得射影。如果我们针对冻结的输入选择不同的值，则我们可以获得不同的函数。对于线性函数或者直到编码是线性的函数，通过针对冻结的输入选择不同的值而可获得的独特函数的数量是容易计算的。例如，如果且是1对1（即，如果是1对1），则确切地存在这样的函数，如果，则在该构造中仅可以是1对1。
我们简单地对这样的函数计数，其表示为在上的矢量（例如，通过使用哈希表来存储当p-1个冻结的输入常数在所有可能性上改变时每个矢量的出现次数）。如果独特函数的数量不能通过用矩阵替代来获得，则是深度非线性的。
注意到我们可以不在上而是在的任意射影上执行以上测试，我们可以加速该测试，其中是通过冻结除了至常数值的三个输入以外的所有输入并忽略除了一个输出以外的所有输出来获得的。这减少了针对从到的给定未冻结输入和给定未忽略输出要计数的函数实例的数量，这可以提供相当大的加速。此外，如果是深度非线性的，则我们通常发现这在测试期间相当快：第一次我们发现射影函数计数不可从矩阵获得，我们直到是深度非线性的，并因此是深度非线性的。
如果我们通过使用具有随机选择的三个输入和一个输出的来使用假设并且我们在证明的深非线性度时未成功，则可能直到编码是线性的。
（注意，射影实例计数有可能是可通过矩阵获得的，但是仍然是深度非线性的。然而，这不可能偶然发生并且我们可以忽略它。在任何情况中，如果上述测试指示是深度非线性的，则其无疑是深度非线性的。即，在针对深非线性度的测试中，以上测试可以生成误否定，但是决不会误肯定）。
如果在步骤88中的测试未表明是深度非线性的（或者对于紧跟该列表的变量，是充分深度非线性的），则我们返回到步骤80并再次尝试。
否则，我们终止该构造，已经获得期望的深度非线性函数。
作为以上的变型，我们可能希望获得是深度非线性的函数，并且不仅如此，而且其射影也是深度非线性的。在该情况中，在以上步骤88中，我们可以增加具有随机选择的三个输入和一个输出的独特组的函数的数量，对此，我们必须示出实例计数是不可通过矩阵获得的。我们测试的这些越多，我们越确保不仅是深度非线性的，而且在其值域的所有部分上都是深度非线性的。我们必须平衡这样的测试的成本与获得深度非线性函数的重要性，其被保证在越来越多的其值域上是深度非线性的。
2.9.3 实验验证。用于构造深度非线性函数的方法优选实施例的1000此伪随机试验以伪随机生成的MDS矩阵L和来尝试，其中并且。MDS矩阵是使用具有伪随机选择的独特系数的范德蒙德矩阵方法来生成的。产生的1000个函数中有804个是深度非线性的；即，在804次执行构造方法中，步骤88指示该方法在其首次尝试中产生了深度非线性函数。
类似的实验被执行，其中取代使用根据优选实施例的选择器函数的是，函数被实现为16个1比特元素的表，每个元素是从集合中伪随机选择的。1000个这样的函数中有784个是深度非线性的；即，在784此构造中，步骤88指示构造方法的首次尝试产生了深度非线性函数。
最后，类似的实验被执行，其中s被创建为从映射到伪随机选择的的元素的表。在1000次伪随机试验中，这产生997个深度非线性的函数。然而，其需要可设置大小的表（512字节用于该小实验，并且2048字节用于类似的函数，具有与AES的MixColumns矩阵相同的维度）以存储。
于是，我们看到上面给出的用于在有限域和环上创建深度非线性函数的构造方法——以及具体地，其优选实施例——是很有效的。此外，创建生成的深度非线性函数的逆是直接的，如我们将在下面看到的。
2.9.4 以上构造的属性。如上所述那样构造的函数具有以下属性：
（1）如果L和是1对1的，则是1对1的；
（2）如果L和是双射的（即，如果它们是1对1和映射在……之上的，使得），则是双射的；以及
（3）如果L和都是最大距离可分的（MDS；参见下文），则是MDS。
在两个k矢量之间的汉明距离——也就是和——是在其处u和v不同的元素位置的数量，即，其是。最大距离可分（MDS）函数（其中，S是有限集合并且）是这样的函数，对于该函数，对于任何，如果，则。如果，则这样的MDS函数始终是双射。通过冻结的至常数值的输入并忽略除了的输出之外的所有输出（，使得）而获得的MDS函数的任何射影也是MDS函数。如果S是有限域或有限环并且是通过矩阵（MDS矩阵，因为矢量变换其，计算是MDS）计算的函数——也就是说M，则通过删除除了M的行之外的所有行并然后删除除了列之外的所有列（其中）而获得的任何矩阵是非奇异的；即，M的每个平方子矩阵是非奇异的。
这样的MDS函数在密码学中是重要的：它们用于执行一种“理想混合”。例如，AES密码[16]在其除了最后一个以外的每轮中采用MDS函数作为两个状态元素混合函数之一。
2.9.5 对构造的函数求逆。当我们针对一些有限域或有限环G采用1对1（通常是深度非线性的）函数，我们常常也需要的逆或至少相对逆。（根据[21,22]，对应的情形是我们具有1对1线性函数，其在编码之后将是浅非线性的，我们需要它的逆或相对逆。然而，我们可以通过代之以使用深度非线性函数和（相对）逆来显著地增强[21, 22]。）
我们现在给出方法，借助于该方法，这样的逆（如果）或相对逆（如果）针对根据我们的方法创建的1对1函数（深度非线性或相反）被获得。
对于任何双射函数，存在唯一函数。如果且，则不能是双射的。然而，仍可以是1对1的，在该情况中，存在唯一的相对逆。即，如果我们忽略不能通过调用产生的中的矢量，则像针对可以通过调用产生的矢量的逆那样进行动作。
我们现在公开了用于只要L和所有是1对1时（在该情况中）构造针对我们构造的函数的这样的相对逆的方法。如果，则L和所有是双射，并且的这样的相对逆也是的（普通）逆。
该方法可以当函数（参见图8的步骤84）从线性函数构造并且最终函数用于将的输出映射到上时采用该方法，其中被计算为来自用k除以结果的余数。（如果k是2的幂，则我们可以通过取结果的低阶比特来计算，其是方便的，但是实际上对于我们当前目的是不需要的）。
我们定义线性函数和分别为L和的相对逆。（因为这些函数是通过矩阵计算的，所以它们的相对逆可以通过以下方式容易且有效地获得：通过高斯消元等——即通过在有限域和有限环上的线性代数领域中熟知的方法来同时求解线性等式。）
我们具有来自的构造的。我们定义，其中是L的相对逆。（因此，通过在有限域和有限环上的线性代数领域中熟知的方法容易发现的上的矩阵来计算。）我们定义。我们现在具有映成函数。
期望的相对逆——或如果的普通逆——是如下定义的函数。
对于任何，令
以及
其中。
当时，这仅仅是的普通逆。当时，函数仅对于中的矢量表现得像逆。
如果我们具有用于s的不受限形式，即如果不以上文的优选实施例那样来构造，则我们可以仍然对双射或1对1求逆或相对求逆。例如，如果简单地是在的元素上的表，则如果我们定义新的表，则以上针对的方程（但是使用该不同的）保持正确。该新表可以通过以下方式来获得：遍历的所有元素e、确定L(e)，以及用s的元素e的内容来填充在的元素L(e)元素中。
2.10 静态单赋值（SSA）形式。假设我们用诸如C的语言编写程序。数据将包括标量变量、阵列和结构。
例程（C术语中的函数）典型地充当MF。每个例程可以由控制流图（CFG：参见）表示，其中节点表示基本块（BB；即，在控制转移中实现的直线代码段）。
如果且仅如果每个标量变量确切地具有一个确定赋值，则例程是相对于其标量变量的静态单赋值（SSA）形式。否则，其是静态多赋值（SMA）形式。
我们注意到，一般不可能将任意C代码例程转换成相对于其在C语言本身内的标量变量的SSA形式。原因在于：在代码中可能存在这样的位置，该位置诸如在既具有then替代又具有else替代的if构造之后，其中两个不同数据流路径合并——即其中变量（也就是说x）在then路径和else路径二者中都被赋值。类似的问题关于循环出现，所述循环可以从顶部进入或者从底部重新进入。
为了处理该问题，添加特殊的赋值形式：赋值。例如，在对x的then路径和else路径赋值的情况中，我们可以分别对赋值的变量x1和x2重命名，并且然后，紧接在那些路径在if构造的底部的合并之后，插入赋值。利用赋值的外延，现在有可能将任意C例程转换成SSA形式，只要每个变量在起始时被初始化即可。（如果不是，则下面提到的进一步精炼足以使得该方法是完全一般的。）使用[14]中的转换，我们不需要利用以赋值（以及赋值；见下文）外延的C执行转换，而相反可以在进一步外延中执行它，其中变量可以如下所示地被加下标，使得对应的原始变量可以始终通过移除下标来找到。
2.10.1 从SMA形式到SSA形式的转换。到SSA形式的转换涉及：
（1）CFG中的支配者的计算，最好使用[13]中的支配算法来实现；
（2）针对CFG中的赋值的支配前沿的计算，其确定针对赋值的最优位置，最好使用[13]中的支配前沿算法来实现；以及
（3）代码到SSA形式的转换，最好使用[14]中的算法来实现（减去其支配者和支配前沿部分，其通过来自[13]的算法来替代），注意：本论文中的转换方法会失败，除非原始C例程中的每个变量都在支配所有其他使用的位置中被定义（即，被赋值了一值）。如果这不是用于任何变量v的情况，我们可以通过在例程开始时、紧跟在ENTER指令之后、在例程从SMA到SSA形式的转换之前添加该形式的初始赋值（表示对未定义值的初始化）来解决它。
2.10.2 从SSA形式到SMA形式的转换。从SSA形式到SMA形式的逆向转换是试验。
（1）每个赋值取来自各种基本块（BB）的其输入，其可以容易在SSA形式中被标识，因为仅存在一个静态位置，在该静态位置处，任何标量变量被设置为值。当不同于赋值的指令的输出计算作为至赋值的输入的变量时，紧接在将指令的输出拷贝到作为赋值的输出的变量的指令之后插入MOVE指令。
（2）移除所有赋值和赋值。
注意，逆向转换不恢复原始程序。然而，其产生SMA（即，可执行）形式的语义等同程序。即，如果我们将原始例程（当用诸如C的语言编写时始终采用SMA形式）转换成SSA形式并然后转换成SMA形式，则程序的最终SMA形式不可能等同于原始SMA，但是其在功能上等同于原始SMA。
3. 基函数对和它们的实现
在本节中，我们提出用于生成白盒暗门单向函数其特别是用于生成在互逆对中的基函数双射的方法，使得被提供有这样的对中的成员的实现的攻击者不能容易地找到用于其逆（所述对的另一个成员）的实现，该攻击者也不能容易地找到用于提供的实现的点逆。
3.1 白盒暗门单向函数：定义。我们定义一般什么是暗门单向函数，然后处理白盒情况，以及以在实现中将熵分离成密钥和随机化熵结束。
3.1.1 暗门单向函数。我们从取自[31]的以下定义开始。
总计是单向函数， 是“容易”计算的，但是对于“几乎所有”计算是“计算上不可行的”。
以上是暗门单向函数，是单向函数，并且给定s，对于任何要找到是计算上不可行的。（如果是双射，则是这样的s）。
3.1.2 白盒暗门单向函数。对于来自[31]的上面的标准定义，我们为白盒攻击上下文添加以下非标准定义。
以上是白盒单向函数，被设计为可实现的以便具有在白盒攻击下的单向函数属性。类似地，是白盒暗门单向函数，被设计为可实现的以便具有在白盒攻击下的暗门单向函数属性。
双向是单向双射， 是“容易”计算的，但是对于“几乎所有”，找到 是“计算上不可行的”。
以上双射是暗门单向双射，是单向双射并且给定s，对于任何，找到是计算上不可行的。（例如，已经相对于密钥s进行了部分评估的对称密码是暗门单向双射：秘密信息是密钥s。）
以上双射是白盒单向双射，被设计为可实现的，以便具有在白盒攻击下的单向双射属性。类似地，是白盒暗门单向双射，被设计为可实现的，以便具有在白盒攻击下的暗门单向双射属性。（例如，对称密码的有效白盒固定密钥实现是白盒单向暗门双射：秘密信息s是密钥。）
N.B.：白盒暗门单向双射实现是双射的实现，使得给定的实现，在没有秘密信息的情况下，难以找到的计算上可行的实现。（特定的秘密信息可以本身是的计算上可行的实现。）
3.1.3 密钥熵和随机化熵。我们找到两个函数，使得给定特定的构造算法，仅给定K可以找到和的定义。K是密钥熵。
我们然后找到两种实现和，其中实现，且实现。和提供随机化熵，其不影响功能性；其仅用于确定在希望充分模糊实现以防止在一段时间内实现的破裂时如何表示该功能性。
和包括我们的互逆基函数实现对。
3.2 安全性：历史、理论和提出的方法。我们在互逆对中建立白盒暗门单向函数实现的初始尝试基于高阶多项式编码的歧义的难处理性的预期（参见）、线性函数和深度非线性函数索引的交织的歧义的难处理性的预期（参见）、线性函数加上在计算机算法上（即在上，典型的）用于消除这样的实现的T函数属性的一些其他操作的歧义的难处理性的预期。
在结论上已经证明了该预期是错误的：单独借助于编码来产生难处理的歧义问题的任何这样的尝试失败，因为对于使用足够简单的编码对于有效地分析也是足够简单的。
这导致我们寻求编程防卫，其中编码实际上扮演了一部分，但是其中它们与动态编程机制（控制流、例程调用、较宽数据组织等）合作工作。与程序相关的许多问题是困难的。例如，我们已经证明对于在存在编码的情况下的控制流变平的冗余性和可达性问题是最坏情况PSPACE困难的[9]。
更一般地，我们具有Rice定理，其声明：对于部分函数的任何非平凡属性，不存在一般且有效的方法来决定给定算法是否计算具有该属性的函数。（“平凡”意思是属性或者适用所有部分函数或者不适用部分函数。）该定理以Henry Gordon Rice命名，并且也以Rice, John Myhill和Norman Shapiro称为“Rice-Myhill-Shapiro定理”。
Rice定理的可替代声明如下。令S是非平凡的语言2的集合，意味着：
（1）存在认识S中的语言的图灵机（TM），以及
（2）存在认识不在S中的语言的TM。
于是不可决定任意TM决定的语言是否在S中。
Rice定理仅应用于语言学属性而非操作属性。例如，可决定TM是否停止在给定输入的步骤上，可决定TM是否停止在每个输入步骤上，以及可决定TM是否永远停止在步骤中。然而，病毒识别的一般不可能性是语言学的，并且Rice定律暗示完美地一般病毒识别器是不可能的。
Irdeto的专利选集中的专利包括借助于以下实现的软件混淆和防篡改：数据流编码[5、7、8]（标量和矢量及它们上的操作的编码）、控制流编码[G]（对程序中的控制流的修改以使得其与来自计算的函数和代码块的多对多映射输入相关以计算它们）以及海量数据编码[20]（基于软件的虚拟存储器或这样的存储器，在所述存储器中，逻辑地址被物理散射且还通过后台处理被动态重编码和物理地随时间而环绕移动）。
在以上用于混淆软件并使其防篡改的方法中，数据流编码主要是静态过程（但是变量相关的编码使其潜在地是稍微动态的，在所述变量相关编码中，用于对某些变量和矢量的编码的系数由其他变量和矢量提供），而控制流编码和海量数据编码主要是动态的：数据结构被静态规划，但是对这些软件保护的实际操作很大程度上是在运行时对这些数据结构执行的动态操作的结果。
控制流编码主要目的是（1）减小挫败动态攻击的职责，以及（2）通过将程序的正常控制流埋在相当大的外部控制流中来保护控制流的歧义。海量数据编码原始时的目的是找到将在存在高度动态别名的情况中正确工作的编码：例如，在C程序中使得积极地使用指针。
以上形式的动态编码的困难在于支持数据结构（用于控制流编码的分派和寄存器映射表，用于海量数据编码的虚拟存储器编/解码表和地址映射表）本身泄漏信息。
我们提出通过移动它们从运行时到编译时支持的大多数专门处理来使用类似于控制流编码和海量数据编码的组合的保护，但是在专门数据结构中具有大幅度减少。让我们称该新形式的保护为动态数据识别编码，该形式的保护具有控制流编码和海量数据编码的很多动态可变性，但是具有从运行时到编译时移动的专门数据结构。
2语言是在字母表上的串的集合。字母表是有限的非空集合。
在运行时消除大多数专门数据结构的益处在于，支持动态数据识别编码的操作变得更难将其与其应用于的代码进行区分。
3.3 选择上的可逆矩阵。为了创建在上的可逆矩阵M及其逆M-1，我们如下继续。
选择在对角线上和之上具有非零元素的上三角可逆矩阵，其中上三角可逆矩阵被选择使得：
如果i<j，，
如果i=j，，以及
如果i>j，。
因为所有对角元素是奇数，所以U无疑是可逆的。
独立地选择两个这样的随机上三角矩阵X，Y。于是，并且。
该方法确保逆的计算非常容易，因为所有逆在上三角矩阵上被计算，所述上三角矩阵已经为行阶梯形式，其中所有前导行元素是的单位。
3.4 虚拟机器和指令集。提出的实现形式是编程的和操作的。我们因此在虚拟机器方面以单个控制线程（没有并行性、没有时间切片）从底部对其进行定义，所述控制线程具有基于如用于Intel IA32和Intel IA64指令集架构二者的现代编译器（用于GNU/Linux的gcc，用于MS Windows的CL.EXE）所实现的C语言操作的指令集，其中（带符号）整型或无符号整型的默认大小是32比特。VM指令集在没有上溢检查的情况下操作，在除非有另外声明的情况下将32比特字解释为无符号量。
3.4.1 根指令。根指令包括七个字段：29比特操作码、三个1比特文字标志L1、L2、L3以及三个32比特操作数（操作数1、操作数2、操作数3），如果对应的文字标志被设置，则它们中的每一个是文字的并且否则是寄存器号（参见图2）。所有VM指令使用该格式，除了ENTER和EXIT以外，ENTER和EXIT使用图3中示出的格式。以24比特字段保持计数k、5比特操作码、都设置为0的三个1比特文字标志，以及k个32比特寄存器号。
在表3中示出了根指令集。
3.4.2 隐含指令和基本指令集。在表1中示出隐含指令，每个基于基本指令的特殊使用。
包括根和隐含指令的集合包括VM的基本指令集。
3.4.3 与C语言运算符的对应。基本指令紧密对应于C语言中的运算符。
布尔比较EQ、NE、ULT、ULE、SLT、SLE以及它们的隐含对应方UGE、UGT、SGT、SGE如果比较为真产生1并且否则产生0。所有算法是没有上溢检查的32比特算法，因为是典型的C语言实现，并且所有算法是无符号的，除非在另外指出的情况下。
注意：ADD、SUB、MUL、DIV、REM、AND、OR、XOR、EQ、NE、ULT、ULE、UGT、UGE、LLSH以及LRSH分别对应于C二进制运算符，其中无符号整型操作数假设32比特无符号整型。类似地，NEG、NOT分别对应于C运算符，具有32比特无符号整型操作数。最后，SLT、SLE、SGT、SGE分别对应于具有32比特整型操作数的，分别对应于具有32比特整型操作数和正移位计数的C，并且LOAD、STORE、JUMP、JUMPZ、JUMPNZ的能力对应于省略比特字段、函数指针和函数调用的C的存储器访问和控制能力。
32比特整型和无符号整型上的以上表现不是ISO/IEC C标准的部分，但是其是由用于Intel IA32与IA64的GNU Linux上的gcc和Windows上的CL.EXE提供的默认表现。
因此，在以上VM指令集语义与用于C实现的实际标准之间存在紧密对应。
3.4.4 宏指令。宏指令代表在基函数对的实现中使用的习惯用法。每个宏指令可以非常容易扩展到仅包含基函数的代码体中（参见p.34上的），可能具有对一些额外临时寄存器的使用。合理的扩展是明显的并因此被省略。
用于宏指令的一般形式粗略为助记[参数] ，表示取包括寄存器值的输入矢量并产生包括寄存器值的输出矢量的映射。
（一个或多个）参数可以是值，或者一个或多个源寄存器（典型地，仅一个：），或
者一个或多个指令的序列，在该情况中，内部序列通过其的序列是参数的外部宏指令来修
改。
| 操作数 | 助记符 | 操作数 | 效果 |
| 0 | HALT | （被忽略） | 停止执行 |
| 1 | ADD | 中的 | |
| 2 | SUB | 中的 | |
| 3 | MUL | 中的 | |
| 4 | DIV | 中的 | |
| 5 | REM | 中的模 | |
| 6 | AND | 按比特的 | |
| 7 | OR | 按比特的 | |
| 8 | XOR | 按比特的 | |
| 9 | EQ | ||
| 10 | NE | ||
| 11 | ULT | [无符号] | |
| 12 | ULE | [无符号] | |
| 13 | SLT | [带符号] | |
| 14 | SLE | [带符号] | |
| 15 | LLSH | 中的模 | |
| 16 | LRSH | 中的 | |
| 17 | ARSH | 中的；则设置（模32） | |
| 18 | LOAD | [中的模] | |
| 19 | STORE | M[中的模] | |
| 20 | JUMPZ | 如果，则中的 | |
| 21 | JUMPNZ | 如果，则中的 | |
| 22 | JUMPSUB | ||
| 23 | ENTER | 进入例程，设置寄存器为例程输入 | |
| 24 | EXIT | 退出例程，从寄存器取例程输出 |
图例：
源操作数：寄存器；不可以是文字
目的操作数：寄存器；不可以是文字
输入操作数：寄存器内容或文字
源/测试存储器位置，地址=a
用值v替代x的内容
PC 程序计数器（下一指令的地址）
表3 虚拟机器根指令集。
宏指令包括以下
-------------------------------------------------------
隐含指令 转译
（中的-1）
表4 隐含虚拟机器指令。
在中存储，；然后设置。典型地，将指定栈指针寄存器。
-------------------------------------------------------
设置；然后从加载，。典型地，将指定栈指针寄存器。
-------------------------------------------------------
其中是上的介质，在和的情况下，其计算，d、s在计算期间视为列矢量；
-------------------------------------------------------
其中，使用寄存器或文字并令
，
是在上按比特计算的，其当时在上计算
，并且当时计算
；
-------------------------------------------------------
其中，使用寄存器或文字并令上的
和
在上当时计算
，并且当时计算
；
-------------------------------------------------------
其中，是指令，其依次计算指令，其中是序列从其输入的寄存器，并且是其输出到的寄存器；
-------------------------------------------------------
其中对于，并且，赋值
模，
，其中我们假设，其中是任意函数；即，根本没有元素的乘积始终是1；
---------------------------------------------------------
其中是指令，其计算单个指令，其中都是通过中的任一个用作输入的寄存器，都是通过的任一个用作输出的寄存器，并且可以或不可以通过CHOOSE指令用作输入或输出的任何寄存器必须既表现为中的输入，又表现为中的输出；其中CHOOSE宏指令扩展到基本VM指令使用尽可能接近平衡的二进制比较树：例如，如果，则在平衡的二进制树中存在15个分支，每个分支具有形式
其中T是当寄存器时控制转移到的标签，并且在树根处的n的值为（分割值的上半部和下半部），在其左子孙处为（分割值的第一和第二四分之一1），以及在其右子孙处为（分割值的第三和第四四分之一），依此类推：
---------------------------------------------------------
其中是文字或寄存器，执行
倍；
---------------------------------------------------------
其中的每一个是的置换，其执行，，其中（即，其在中放置通过选择的的置换），使用相同的尽可能接近平衡的二进制比较树和分支来扩展到基本VM指令，这已针对CHOOSE宏指令进行了描述。
---------------------------------------------------------
对于计算，其可以显式地通过直接代码或者隐式地通过分式来实现；
---------------------------------------------------------
对于计算，实现优选是的显式应用，而不是的隐式（即，分式）应用。
---------------------------------------------------------
对于计算，实现优选是的隐式（即，分式）应用，而不是的显式应用；以及
---------------------------------------------------------
其中并且，计算
以获得左结果，
以获得选择子，以及
通过函数索引交织的简化变量来获得获得右结果，该函数索引交织不一定是双射，但是明显地，只要对于{左,右}就是双射（即，总计、1对1以及映射在……之上），计算双射函数，并且的任何射影通过任意固定以计算双射函数来获得。
3.5 建模程序结构。我们使用来自所谓的红龙书的模型[1]。
对于不同于分支指令JUMP、JUMPZ和JUMPNZ的每个基本VM指令，下一执行的指令是紧跟在当前指令后面的指令。因此，在控制流方面，程序形成其中仅在开始时进入并仅在结束时离开的直线代码块对应于图中的节点的图。
因此，在构造期间，我们将我们的函数例程实现视为控制流图（CFG，参见）。每个节点用基本块（BB）来标识：其中第一指令是例程中的第一指令（始终是ENTER指令）或者是分支指令的目的地的VM指令序列，在基本块中没有其他指令是分支指令的目的地，并且基本块的最后指令始终是EXIT指令的分支。
我们将控制流图限制为具有单个宿节点，并且仅该宿节点的BB在EXIT指令中结束，使得在例程中确切地存在一个ENTER指令和一个EXIT指令。
在CFG的节点内，除了任何ENTER、EXIT或分支指令之外，指令可以被视为其中指令的定序仅受它们间的相关性限制的数据流图。这些具有三种：
（1）指令y与指令x是输入输出相关的，iff y取作输入，一值通过x产生为输出，或者y与是与x输入输出相关的指令输入输出相关的。
（2）LOAD指令y与STORE指令x是加载存储相关的，iff y从一位置加载值，之前x在该位置中存储所述值，或者如果y与是与x加载存储相关的指令是加载存储相关的。
（3）STORE指令y与STORE指令x是存储存储相关的，iff x在y后续在其中进行存储的位置中进行存储，或者如果y与是与x存储存储相关的指令是存储存储相关的。
执行相关性要求y在x之后执行。基本块的定序于是受约束于与其包含的指令的拓扑排序一致的定序，所述拓扑排序将这些相关性用作部分顺序。
4. 标记I：“WOODENMAX”命题
我们在这里引入用于在互逆对中建立白盒暗门单向函数的方法的我们的原始命题。
该命题利用以下：
（1）置换多项式
模数的用作针对整数值、加法以及与中的常数的乘法的编码。
我们预期这是实际的，这归因于已知的限制：即上的每个置换-多项式等同于次数之一。我们预期这样的编码具有高歧义性，这归因于对要相加或相乘以及编码要采用的数的非常大量的选择：每个置换-多聚具有许多等同的置换-多项式。
（2）的函数和函数逆的构造，具有非常大量的右侧函数索引（即，针对选择子的大限制n）。
这将产生细粒度的互逆函数对的深非线性度，从而使得对基本矩阵的直接攻击更加困难。
（3）在构造中的接口处的分式的使用（参见索引中的“编码分式”）——包括间的分式——针对起作用（因为不需要采用相同的编码，只要它们都是1对1的即可）。
分式的效果是使构造的非线性度进一步变深。
（4）初始输入和最后输出按对混合以将产生自构造的深非线性度均匀地散布在输入和输出空间上，并且输入和输出按对混合以及输入和输出按对混合（）以挫败同态映射攻击。
在图4中示出用于在互逆函数将8矢量映射到8矢量的情况构造，使得BVM 文档关于函数索引的交织的定理及其反演结果的交织采用4矢量到4矢量的映射以及将4矢量映射到4矢量的函数，。我们将在描述初始构造本身之后讨论最后调整。
（40）八个输入矢量元素通过2x2混合操作在对中混合，所述混合操作可以通过编码矩阵映射技术来执行，其中所述矩阵在诸如或的环上。矩阵操作被扩展到经编码的操作中，其中编码是基于环的置换多项式。仅三种操作需要被编码，只要混合器执行的映射是两个变量的线性或仿射加法（addvar）、常数与变量的线性或仿射加法，以及变量与常数的乘法（mulcon）。
2x2混合的目的在于此。如果函数索引的交织被朴素应用，则从输入1、3、5、7到输出1、3、5、7的射影直到I/O编码是线性的，但是从输入2、4、6、8到输出2、4、6、8的射影不是。通过混合输入1、2、3、4、5、6、7、8以及在（10）下面中混合输出1、2、3、4、5、6、7、8，我们确保从输入到输出的这样的射影以及直到I/O编码的线性不存在。
（41）在以上步骤（40）之后，我们具有八个中间量，根据通过函数索引的交织选择子做出的选择，其中的1、3、5、7将被引导到左侧，且2、4、6、8将被引导到函数之一。
选择哪些右侧函数将被使用的选择函数通过1x4映射器、在环上的另一多项式编码的仿射操作来计算。该映射器精确地取与左侧函数相同的输入，以确保的求逆方法工作。
（42）通过将中间量2、4、6、8从步骤40引导到合适的实现，开关执行的实际选择。
尽管这在图4中示出为中间量到选择的实现的简单切换，但是实践中，操作可能远多于此。具体地，高度期望选择n的数量是极大的，使得我们的互双射白盒暗门单向函数实现展现出细粒度的深非线性度。为了实现此，我们必须在有限的空间中表示巨量的实现。作为开始， 考虑在上的任何非奇异4x4矩阵，其中预期是32、64或甚至更大。假设每行和列是唯一的，通过置换行和列，我们可以获得576个独特矩阵。我们还可以改变在边界处的编码（即，在其中在图4中箭头从一个块传递到另一个块的点处），并且许多其他改变方法存在。因此，我们可以通过合适地实现该“开关”而相当容易地在有限量空间中获得大量的提供。
（43）在图4的左侧，我们将输入混合到对中的。这被进行以挫败同态映射攻击。在这样的攻击中，我们具有一种种类的运算 ，并且对于任何给定未编码的运算，存在三个间隙要填充。因此，可能猜测的数量通过来上限界，其中r是环的元素的数量，即通过。现在，假设攻击者采用最大预期“生日悖论”优点。我们于是预期的攻击复杂度，其对于w=32是次尝试并且对于w=64是次尝试。
现在假设我们可以混合对中的输入。现在存在五个间隙来进行猜测，并且以上攻击复杂度（同样授予攻击者最大预期“生日悖论”优点）是的攻击复杂度，其对于w=32是次尝试并且对于w=64是次尝试。明显地，于是如果我们可以密不可分地混合输入（并且对称的，输出）由此我们在至的条目上具有混合。
（44）在图4的右侧，我们将输入混合到在对中的。这被进行以挫败如在以上（4）中所提到的同态映射攻击，并且具有相同的优点。
（45）在左侧的映射器是多项式编码的线性或仿射变换。
（46）在右侧的映射器是多项式编码的线性或仿射变换。
（47）的实现通过在对中混合输出而结束。部分地，这被进行以直接使同态映射攻击更加困难；部分地，出于上面在42中给出的原因，这被进行以确保在逆函数中在对中混合输入，因为实现涉及与图4中示出的构成相反的构成，使得输入成为输出并且反之亦然。
（48）类似地，每个的实现（在BVM文档的关于函数索引的交织的定理方面）通过在对中混合输出而结束，既使得同态映射攻击代价更大又确保在每个中在对中混合输入，因为实现涉及与图4中示出的构成相反的构成，使得输入成为输出并且反之亦然。
（49）最后，在对中混合最后输出，这可能通过多项式编码的矩阵操作来进行，正如在40中那样初始输入为n阶以确保不存在多个输入到多个输出的直到是线性的射影，而相反，所有这样的射影是深度非线性的。
最后的调整修改图4中出现的结构如下。
通过使用标识（包括MBA标识），边界（在图4中通过表示数据流的箭头表示的）是模糊的，以便将图中用块表示的计算与后继块中的计算混合。因为我们具有对在块中使用的编码的完全控制，所以我们被良好定位以实现这样的模糊。
我们文字利用在84、项（3）中提到的分式来帮助确保实现在每个级别都是非线性的。
我们优化该实现以确保足够的性能。例如，当采用许多多项式时，针对输入的所有使用计算一次该输入的幂。
标记II
标记II命题与标记I（参见p.39上的）类似，因为其具有固定的内部结构，仅仅在基函数实现对间有系数变化。
5.1 初始结构：选择和。初始程序不采用内部阵列。除了对输入的初始访问和对输出的最后交付以外（即，除了VM指令ENTER和EXIT的实现以外），在程序中的所有运算是标量的并且不利用LOAD和STORE指令，它们仅严格地被需要用于编索引的存储器访问。
所有计算在上运算并且从产生结果，但是对于ADD、SUB、MUL，这样的值被解释为的元素，并且结果是针对该模的环的合适结果。即，C计算机运算和是适于在没有上溢检查的典型32比特机器实现中的无符号整型操作数的那些运算。
我们在的构造中以及的指定中于是在确切具有相同结构（但是当前具有不同系数）的的仅一个指定的容许中消耗K（密钥）熵。
或的基本结构在图5（第一半）和图6（第二半）中示出，其中圆圈表示换页连接符。
5.1.1 数据流。沿着图5和6中的箭头的数据流始终是（32比特字）的元素，从箭头开始行进到箭头头部。当箭头分成两个方向时，字被运送到两个箭头头部表示的点。
5.1.2 不相关。类似部件的随机选择。对于其中图5和6中的两个部件具有相同标签的指定，它们独立于彼此地被选择；实际上，每个部件被随机且独立地选择，不受任何其他部件的影响。对于指定，当然，选择所有部件以便指定通过定义的的函数逆，使得一旦选择了指定，指定就被固定：不消耗进一步的K熵来构造它。
5.1.3 对。在图5和6中的一些部件标签使用标签，诸如或置换，而其他使用标签，诸如重编码或重编码。
指示部件具有n个输入和n个输出，并且执行部件可以将熵从输入移动到非对应的输出（如在通过矩阵来映射矢量中那样）。
指示部件具有n个输入和n个输出，并且执行部件仅可以将熵从输入移动到对应的输出：即，实际上，这样的部件由n个并排的标量运算构成，使得重编码采取四个标量值，并且在没有与任何其他标量值交互的情况下单独地对每一个标量值重编码。
5.1.4 选择部件。在图5和6中的选择部件被标记为选择2个置换的1个或选择2个重编码的1个。
标记为选择2个置换的1个的那些具有以下形式
其中是随机选择的置换，经由来自。
标记为选择2个重编码的1个的那些具有以下形式
经由重编码来自，其中每个是以下形式的VM宏指令
在重编码中的所有编码是针对随机选择的。
5.1.5 函数索引的交织的四次出现。中描述的函数索引的交织在或指定中出现四次。每次其包括三个线性映射（对于一些矩阵M，VM宏指令……），在图5和6中分别标记为和，它们的矩阵是使用中的方法独立选择的：连同一个重编码（VM宏指令……四个编码从可用的置换多项式编码随机选择），选择2个置换的1个的两次出现，以及选择2个重编码的1个的两次出现（参见）。
函数索引的交织的每个实例具有单个左侧函数和个右侧函数。
5.1.6 其他部件。剩下的部件不在函数索引的交织的实例内，包括重编码的三次出现，每次出现的形式为：
以及置换的两次出现，每次出现的形式为：
（对于）具有单个、随机选择的置换，以及混合器的八次出现，每次出现的形式为：
其中M是通过中的方法针对选择的矩阵。
5.2 混淆或实现。以下方法用来模糊程序实现或，其中实现具有在p.43上的中详述并在图5和图6中图示的通用结构。
以下节中的变换被一个接一个地执行，除了在这些节的主体中另外提及的情况之外。
5.2.1 拷贝删节。用于或实现的朴素代码包含许多MOVE指令。当值通过中间寄存器经由MOVE从一个寄存器转移到另一个时，经常有可能消除中间步骤并将结果直接转移到最后目的地。
这在置换的情况中特别有效，置换是使用一系列MOVE而朴素实现的。例如，对初始和最后置换的简化意味着：随机选择的置换仅意味着哪个数据流源是第一个接收特定输入的数据流源是随机选择的，并且哪个数据流宿是最后交付特定输出的数据流宿是随机选择的。
规则是可以通过普通级别的优化消除的任何MOVE必须被消除；即，混淆的或实现的最后版本必须包含使用普通（即，非英勇）级别的优化可实现的最小数量的MOVE指令。
更具体地，假设我们可以容易以SSA形式将值产生者与其值消耗者相关联，必须被省略的那些MOVE是可以通过对输出重新编号并重新转换成SSA直到没有进一步的拷贝删节发生来在SSA中移除的那些。
当以下情况时MOVE可以被省略：该MOVE形成其中多个MOVE形成弧的运算树中的弧，原始值产生者（可能是赋值）是根，该根支配MOVE弧和消耗者，并且没有消耗者本身是赋值。
拷贝删节可以在以下过程中的各种点处执行，并且无疑被完成为用于移除冗余MOVE指令的最后步骤。
5.2.2 分支到分支删节。相关的删节形式可以对分支执行。如果基本块（BB）仅包含非条件分支指令（即，非条件JUMP基本指令），则分支到该BB的任何分支的目标可以被修改为非条件分支。这可以重复，直到没有这样的分支到分支仍出现为止，并且仅包含非条件JUMP的任何不可达BB任何可以被移除。
分支到分支删节可以在以下过程中的任何点处被执行，并且无疑被完成为用于消除分支到非条件分支序列的最后步骤。
5.2.3 未用代码消除。当代码为SSA形式时，如果任何寄存器是指令x的输出，但是决不是指令y的输入，则指令x是未用代码。我们可以重复地移除所有这样的指令，直到没有未用代码保留为止。
这可以在混淆期间的各种时间完成，并且无疑被完成为用于消除未用代码的最后步骤。
5.2.4 独特动态值的*哈希插入和生成。选择在上随机选择的独特奇元素的哈希矩阵，并且生成代码，所述代码通过该矩阵来映射原始输入，从而产生单个输出。放置该代码以用于紧跟初始ENTER指令的哈希矩阵计算（初始地，LINEARMAP宏指令）。所述单个输出是输入的“哈希”，并且将用于生成用于存储器混洗的独特动态值（参见）。
接着，选择置换多项式（PP），并且其中是包含来自以上矩阵计算的输出的输出寄存器，插入代码以生成在上的值，其中并且的导数将在随后进行描述。初始地，PP计算被插入为重编码宏指令，其中所有的编码等同地是。
5.2.5 宏指令扩展。所有的宏指令被扩展为一系列基指令。该扩展是无关紧要的，并因此在此被省略。
在扩展之后，仅基指令保留。
5.2.6 *控制流复制。在中添加了一个矩阵，其将所有八个输出映射到一个输出，并且存在在图5和6中示出的20个矩阵，每个表示分别表示两个或四个输入到两个或四个输出的映射，21个矩阵映射中的每一个扩展成没有内部分支（即，JUMP……）指令的基指令的连续序列X。
哈希矩阵计算初始时是第一矩阵映射计算。我们取代码用于要依次计算的每一“轮”中的水平行中的矩阵，诸如靠近图5和6中的CB结构的开始和结束的混合器行，或者、序列；即，首先是用于最左边的矩阵的代码，然后是用于在其右边的矩阵，依此类推。此外，在每一“轮”中，我们注意到用于计算和矩阵映射的计算的代码一定在用于计算选择2个置换的1个的代码之前，之后是选择2个重编码的1个，之后是代码，之后是选择2个重编码的1个，之后是在图右侧的选择2个置换的1个。
在中提到的表示方面，取决于我们正在处理20个矩阵中的哪一个，用于计算矩阵在其应用于的2或4矢量上的影响的代码在该表示中表现为直线代码序列，其：
（1）占据整个基本块（BB），除了最后条件分支序列以外（条件分支跟随在之后的比较，采取ULT、JUMPNZ指令对的形式，紧跟矩阵计算；例如，这初始时是用于图5和6中的标记为的情况，因为它们紧跟这样的点，在该点出，包含then-BB和else-BB的if-then-else结构选择如在图中由跟随的选择2个重编码的1个所指示的两个重编码之一，所述then-BB和else-BB中的每一个以至BB的JUMP结束，所述BB包含用于矩阵映射的代码，矩阵映射之后是条件序列（ULT之后是结束所述BB的JUMPNZ）；或者
（2）在BB中出现，所述BB具有在所述BB的直线代码中在其之前及之后的计算指令；例如，这初始时是用于图5和6中标记为和的每一个矩阵的情况，以及用于在图5中标记为混合器的所有矩阵和在图6中标记为混合器的除最左侧矩阵以外的所有矩阵的情况；或者
（3）出现在BB的开始处并且之后是进一步的计算指令：这是用于在图6中的标记为混合器的最左侧矩阵的情况；或者
（4）出现在BB的开始处并且之后是分支指令（JUMP……）或者条件分支指令序列（ULT、JUMPNZ）；这在开始时未在图5和6中出现，但是可能在以下描述的处理之后出现。
在以下描述的方式中，我们用至代码块的两个拷贝之一的分支来替换每个这样的矩阵代码块，所述代码块的两个拷贝之一由至公共点的分支终止：即，实际上，用以下代码来替换代码X：
其中，r是支配X的指令（并因此以上if-构造）的输出，并且支配指令是从可能的前驱随机一致地选择的。分别是执行代码块X的then和else实例。
为了实现以上变换，我们继续如下（按照图9）：
900如果实现当前不是SSA形式，则将其转换成SSA形式，如在中描述的。
905从具有单个输出并且支配用于主题矩阵映射的代码的第一指令的所有指令中随机一致地选择指令I。
910将实现转换成SMA形式，如在p.30上的中所描述的。
915隔离包括用于主题矩阵的矩阵映射代码的连续指令序列。即，如果用于主题矩阵的第一矩阵映射代码未开始BB，则在所述第一指令紧前放置非条件JUMP指令，从而在该点出将该BB一分为二，并且如果用于主题矩阵的最后矩阵映射指令未在JUMP……或EXIT指令紧前，则在所述最后指令紧后插入非条件JUMP指令，从而在该点出将其BB一分为二。在该点处，原始BB已经被纵向切分成多个BB零次、一次或两次，并且用于主题矩阵映射的代码在其自己的仅包含该映射代码的BB中被隔离，所述映射代码之后是单个非条件JUMP指令。
920创建两个新BB。第一C（用于“选择”）仅包含ULT、JUMPNZ序列，用于实现决定。对于寄存器r，我们使用以上我们选择的指令I的输出。令X是以上我们隔离的BB，第二个是，在每个方面中是X的精确拷贝，除了X是在原始作为控制流图（CFG）的图中的独特且初始隔离的图节点以外，但是当前其并不是，因为CFG不具有隔离的节点。
925如下用替换CFG中的原始X。分别地，使得原始指向X的所有分支目标指向C。在上使C的最终分支分支到X，并且替代地在上分支到。
935执行分支到分支删节（参见）。
注意，尽管这复制计算，但是其不产生用于比较的独特拷贝，因为在每次执行时，执行矩阵映射的两个路径中仅用于给定矩阵的路径被执行。
5.2.7 来-自插入。如果实现当前不是SMA形式，则将其转换成SMA形式（参见）。
然后，对于计算从而产生1（如果为真）或0（如果为假）并将其输入提供到JUMPNZ（“如果为真则跳转”）指令的每个布尔比较ULT指令，随机选择两个常数和，并在比较ULT之后且在JUMPNZ指令取其输入之前插入代码，其中，所插入的代码计算。
在JUMPNZ的真目的地处插入，并且在JUMPNZ的假目的地处插入。（回顾：当代码为CFG形式时，每个条件分支具有两个目标。）
记住，为了将来使用，计算和的指令的输出应当是相同的。
5.2.8 *数据流复制。在以下描述的方式中，对于不是或EXIT的每个指令，指令被拷贝（使得原始指令被其拷贝紧跟），并且对于所有拷贝的指令选择新寄存器，使得如果x和y是指令，y是x的拷贝，则：
（1）如果x输入ENTER指令的输出，则对应的y输入使用相同的输出；
（2）如果x输入具有拷贝v的原始指令u的输出，则y的对应输入从v输入与x从其输入的u输出相对应的输出；以及
（3）如果x输出到EXIT指令，则y的对应输出输出到特殊的未用宿节点，以指示其输出被丢弃。
因此，除了分支以外的所有计算具有原始和拷贝出现。
为了实现该变换，我们如下继续（按照图10）。
我们添加新指令JUMPA（“任意跳转”），其是在控制流图（CFG）形式中具有两个目的地的非条件分支，正如条件分支（参见）那样，但是没有输入：替代地，JUMPA指令在其两个目的地之间随机进行选择。JUMPA实际上不是VM指令集的部分，并且没有JUMPA将在或的最后混淆实现中出现。
我们在以下变换过程中使用JUMPA。
1000如果实现已经不是SMA形式，则将其转换成SMA形式（参见）。
1005对于在实现中的BB的每个BB ，通过以下方式用三个BB替换其：创建等同于的新BB ，并且添加仅包含目标为和二者的单个JUMPA指令，使和为的JUMPA的两个目标，以及使指向的每个非JUMPA分支目标替代地指向。
1010将实现转换成SSA形式（参见），隔离和中的本地数据流，但是和中的对应指令仍然计算相同的值。
1015将每个中的所有代码合并回其中，在合并时使来自和的指令交替，使得对应的指令对是相继的：首先是指令，并且然后是对应的指令。
1020使为的每个分支目标替代地指向，并且移除所有和BB。在该点处，数据流已经被复制，CFG的原始形状已经被恢复，并且实现没有JUMPA指令。记住在每一个中的指令对应以在将来使用。
5.2.9 *随机交叉连接。如果实现当前不是SSA形式，则将代码转换成SSA形式（参见）。归因于SSA形式的使用，已知为产生相同输出的以下一些指令可以是赋值，从已知为产生相同输出的非赋值指令取它们的输入。
归因于、和中应用的变换，许多指令属于静态已知为产生相同输出的对。这样的情况在这些节中已提到，具有添加的注解：关于这样的相同输出的信息应保留以供将来使用。我们现在利用该保存的信息。拷贝的数量始终为2：两个用于数据流复制，两个用于导出的控制流复制（因为控制和数据流复制二者都已经应用于它们，但是控制流复制的计算的仅一个实例在执行所述实现中发生），并且两个用于“来-自”插入。
存在两种方式，其中实现中的SSA形式的指令对可以已知为具有与、和的动作的结果相同的结果。两个指令可以是彼此的数据流复制，或者两个赋值可以具有已知为彼此的数据流复制的输入，这归因于矩阵映射计算的控制流复制。
令是这样的对指令，其在这样的保存的信息的基础上已知为具有相同输出，每个取k输入，其中如果指令是基指令（例如，NEG或MUL），则k是一或二，并且对于跟随控制流复制的矩阵映射的赋值是二。
以的概率，我们如下翻转对输出的使用：对于消耗输出（如果有的话）的每个指令，我们对其进行修改以替代地取输出，并且反之亦然。
我们对于每个可能的这样的对重复此，直到没有这样的对仍要考虑进行翻转。
该变换的效果如下。作为数据流复制的结果，除了实现的非常开始和结束以外，数据流被分割成决不重叠的两个独特的子图。在随机交叉连接之后，这两个数据流图已经被彻底合并成单个数据流图。
5.2.10 *检查插入。如果实现当前不是SSA形式，则将其转换成SSA形式（参见）。
如在中的随机交叉连接那样，我们继续通过已知为具有与归因于、和中的处理的值复制的结果相同的输出的指令对，也即。
如在的，这样的指令可以是基指令或赋值，并且我们确切地使用相同的准则来如中那样标识这样的对。
相继地选择具有归因于步骤、和产生的复制的已知相同输出的这样的指令对，直到每个对已经被选择为止。
对于每个这样的指令对，也即，从之前在这样的处理中未用作的的所有选择中随机一致地选择单个指令，或者如果没有这样的选择存在，则从包括之前在这样的处理中用作的那些的的所有选择中选择单个指令，使得是由二者支配的。（如果根本没有这样的存在，则不进一步处理对：简单地继续到下一对，或者如果没有保留，则根据本节终止处理。）
令分别是的输出。紧跟地，放置代码以计算，并且使得的所有输入者替代地输入。（因为，所以我们应当具有，所以这应当没有净效应，除非攻击者篡改代码）。
继续这样的处理，直到所有这样的对已经被选择为止。
（结合的检查帮助防止分支干扰；如果对中的一个成员被修改而没有修改另一个，则另一个通过使得下游计算出故障来帮助挫败扰乱攻击。）
5.2.11 代码转换。如果实现当前不是SMA形式，则将其转换成SMA形式（参见）。
取每个二进制运算，其计算
其中，是或之一，并且用为以下的代数简化的计算来替换其
或者等同地，用以下的代数简化来替换运算
使得对于将产生者连接到消耗者的每个弧，产生的值的编码（函数）匹配消耗者假设的编码（其中，编码的逆被应用）。即，执行网络编码（参见）。
以上输出用作比较 或条件分支或的输入时，必须是恒等式编码。此外，在原始程序中，作为重编码宏指令的最后输出得到的任何输出或者重编码宏指令的扩展不能被进一步修改；即，RECODE被取为进行明文计算，其的输出不能被编码。初始输入和最后输出也使用恒等式编码。即，其代码转换将改变程序计算的函数的任何输出被留下不被编码。
在输入是常数c的情况下，用某个常数替换它，并如同其来自于用编码产生它的产生者一样对其进行处理。
有时不可能使所有产生者和消费者编码在它们应当在的每个地方都匹配。在这发生的情况下，用输出编码和输入编码进行产生，并在弧上插入以解决冲突。
根据如在节C中所描述的针对该目的选择的方案，每个是在上的双射二次多项式（PP）函数，或者是这样的PP的逆。让我们简单地将它们称为PPS。因为PPS仅涉及乘法和加法，所以PPS可以被计算为一系列仿射步骤，我们假设这为现在的情况。
5.2.12 寄存器最小化。如果实现不是SMA形式，则将其转换成SMA形式（参见p.30上的）。
我们现在得到针对寄存器中的生命跨度的冲突图。生命跨度在值被产生（即，被指令输出到寄存器）时开始并且在其中不做出对该值的进一步使用的点处（即，在上一次被指令输出的该值用作输入而在将该值放置在寄存器中并使用它之间对寄存器没有中间改变之后）结束：即，在被数据弧连接到消耗者的最后消耗者已经完成执行之后结束。如果两个生命跨度在不同产生者处开始并且在执行中存在二者在其处都已经开始并且它们中没有一个已经结束的点，则两个生命跨度冲突。
我们可以将此视为其中生命跨度是节点并且如果且只有如果生命跨度冲突弧才连接两个节点的图。图的重要性在于，如果两个生命跨度冲突，则它们产生的值必须存储在不同寄存器中，而如果它们未冲突，则它们产生的值可以存储在相同寄存器中。
VM允许不确定数量的寄存器（在任何速率——它们中的个——良好），但是我们的目的是使寄存器的数量最大化以通过潜在地使许多不同操作使用相同位置来增加混洗通过存储器的值的模糊性。
从图中最小次数的节点开始，我们一次移除一个节点即它们的入射弧，直到所有节点已被移除为止。然后我们以相反顺序重新插入它们以及与它们一起被移除的任何弧，当我们重新插入它们时为它们选择寄存器。这是在Chaitin的算法上的变体，并且趋向于在独特颜色（寄存器）的数量趋向于朝最小数量的意义上产生有效的图着色（即，寄存器分配）。
保留生命跨度信息和冲突图以供在p.53上的中进一步使用。
5.2.13 *存储器混洗。如果实现不是SSA形式，则将其转换成SSA形式（参见p.29上的）。
在实现中包括存储器阵列A，其包含个二进制字，其中（参见p.47上的）。
在代码中标识实现仿射映射或的连续指令对（MUL，ADD）或（MUL，SUB）的所有实例（这取决于哪个指令在其他之前），其中和是常数输入并且x是非常数输入，并且其中或者MUL是输入ADD或SUB的输出的仅有指令或者反之亦然，并且其中仿射输出值y后续被一些其他指令用作输入。一旦这样的对已经被找到，就从进一步考虑中将其移除，但是继续直到所有这样的对已经被找出为止。称这些对为。注意，每个这样的对仅具有单个非常数输入x。
与值相关联，这些值初始时全部等于1。
遍历。在每个处，以概率改变每个遍历的值至2。遍历值为2的，以概率改变每个遍历的值至3。遍历值为3的，以概率改变每个遍历的值至4。
在该点处，对于每个对，存在值K，具有属于集合的值。
定义如下。令是在对的输出（y由以上仿射映射计算）的生命范围中的在其处可以插入非分支基指令的点的数量，如果所述非分支基指令已被插入，则其将在生命范围中。
定义如下。令是重叠生命范围的最大指令集的基数（即，或者在生命范围中，或者通过输出其值开始生命范围，或者通过消耗其值来终止生命范围中的路径），使得集合中没有成员支配任何另一个成员。这估计生命范围中的“宽度”或路径重数。
对于作为对的输出的y的每个这样的生命范围，以作为1与中较小者的概率来选择在其处可以将指令插入如上提到的范围中的每个点处，使得在其中的相当普通的情况中，在的y输出的生命范围中存在预期数量个这样的所选点。令针对给定生命范围所选点的集合为，使得的期望值=，其中。（当然，的实际值可能不同。）
如下定义。在对的y输出的生命范围中，明显地，输入该y输出的每个指令（也即）由产生y输出的对成员支配：将该对成员称为m。如果对于每个这样的，存在，使得m支配s，s又支配，则。否则。
我们现在将我们的注意力限制到对于其的那些对。对于每个这样的对，我们在A中分配新集合索引，（参见），使得和的每个成员具有其自己的所指派的索引。在针对给定对的索引集合只有它们的对应 y输出未由冲突图中的弧连接（即，如果它们的生命范围不重叠，参见）才可能与针对另一对的索引集合重叠的约束下，我们在间尽可能多地重用索引。
移除对——（MUL，ADD）或（MUL，SUB）——用RECODE、STORE、LOAD、RECODE序列来替换其。每个RECODE将一个输入映射到一个输出，因此我们在每个存储和加载上对值重编码。于是，存在序列，使得以上最后的RECODE支配，其中，是输入被移除的的y输出的指令，并且序列的每个元素支配其序列。作为结果，我们取被移除的序列的x输入，通过2(k+1)个RECODE来映射它，并且任何将它传递到。我们修改最后RECODE使得一系列重编码的净效应是向y至提供由预期的输入编码，即，我们通过修改序列中的最后编码来引入计算的分式。我们针对所有指令重复此，一旦中间编码已被选择，就决不改变它（因为一些可能出现在至多个y消耗者的路径上）；即，如果已经针对一个路径选择了重编码，则不针对另一重叠的路径而改变它们。
我们如上针对对于其的每个对而继续。我们然后将实现转换成SMA形式（参见），并且扩展所有重编码宏指令。
5.2.14 随机指令重定序。如果实现不是SSA形式，则将其转换成SSA形式（参见）。
确保冗余MOVE指令首先被省略（参见），如在中使用基于相关性的部分定序对其指令的拓扑排序那样在每个BB中对指令重定序。在排序期间的指令的基数后继间，该后继被随机一致地选择。
5.2.15 最后清除和代码删节。执行代码删节（参见），分支到分支删节（参见），以及未用代码消除（参见）。
执行寄存器最小化（参见）以使寄存器（临时变量）的数量最小化，但是不尝试改变在混洗阵列A（参见）中使用的位置的数量。当最小化完成时，代码为SMA形式。
发射该代码。
6. 透明盒标记III
标记III命题不同于标记I（参见）和标记II（参见）的命题，因为其具有可变的内部结构，在该可变的内部结构中，系数和结构二者在基函数实现对间改变。
如之前地，主要媒介是根据算法在互逆对中形成的像密码或哈希的函数实现的互逆对，属于非常大系列的这样的对，其中精确对通过算法和（典型地大）密钥K二者来确定。除了密钥信息K之外，形成对的算法消耗随机信息R，其用于指定不影响对的外部行为而只影响内部处理的实现的那些混淆方面，通过该内部处理来实现该外部行为。
6.1 设计原理。我们预期标记III用在这样的环境中，在该环境中，实现被曝露于白盒和/或灰盒攻击，并且在该环境中，利用标记III的应用的操作涉及跨网络的通信。
6.1.1 安全性刷新速率。为了有效的应用安全生命周期管理，应用必须在持续基础上抵抗攻击。作为该抵抗的部分，我们预期这样的应用响应于包含安全更新信息的安全性刷新消息而自升级。这样的升级可以包括补丁文件、表替换、新密码密钥以及其他安全相关的信息。
安全性的可行级别是这样的级别：在应用中，安全性被足够频繁地刷新，使得损害实例的安全性要花费的时间比使损害无效的安全性刷新花费的时间更长；即，与实例可能典型地被破坏相比，它们被更快地刷新。
这无疑可在非常高的安全性刷新速率处实现。然而，这样的频繁刷新动作消耗带宽，并且随着我们提高刷新速率，分配给安全性刷新消息的带宽比例增加，并且可用的非安全性有效载荷带宽降低。
明显地，于是，设计合适的安全性刷新速率对于每种应用都是需要的，因为能容忍的开销取决于上下文有很大的变化。例如，如果我们预期在云应用中仅有灰盒攻击（相邻侧信道攻击），则与我们预期有白盒攻击（由恶意的云提供商职员进行的内部攻击）的情况下相比，我们将使用更低的刷新速率。
6.1.2 外部和内部脆弱性和攻击抵抗。假设我们的实现对实现函数，其中是T函数。则通过重复地应用这些函数中的任一个，我们可以精确地表征使用比特切片攻击的其计算。在这样的攻击中，我们首先这些函数的操作忽略了除低阶比特以外的所有比特，并且然后忽略低阶的两个比特，等等，从而获得信息，直到达到完整字大小（也即，32比特）为止，在该点处，我们具有关于函数如何表现的完整信息，其等价于密钥K的知识。
这是外部脆弱性。当攻击获得实现细节的知识时，其这样做而不用对实现那些细节的代码的进行任何检查，并且可以如对黑盒实现的自适应已知明文攻击那样被执行。
如果所述对的函数具有以下属性，则存在较不严重的脆弱性：每个函数充当在特定域上的特定T函数，并且独特T函数的数量低。在该情况中，统计分桶攻击可以表征每个T函数。然后，如果域可以被类似地表征而也不用对代码进行任何检查，则使用自适应已知明文攻击，攻击者可以完整表征所述对的成员的功能性、完全绕过其保护，仅使用黑盒方法。
明显地，我们必须确保独特T函数的有效数量足以挫败以上攻击。（在标记III实现中，每区段存在108以上个独特T函数，并且在整体上存在1040以上个T函数。）
现在假设实现对包括实现全级联的函数（每个输出取决于每个输入，并且平均而言，改变一个输入比特会改变一半输出比特）。内部脆弱性的示例出现在标记II实现中，其中，通过在某点处“切割”实现，我们可以找到对应于矩阵的子实现（部件），使得相关性级别精确地是2x2（在该情况中，部件是混合器矩阵）或4x4（在该情况中，其是L、S或R矩阵之一）。一旦这些已经被隔离，则线性函数的属性允许这些矩阵的非常有效的表征。
这是内部攻击，因为其需要非黑盒方法：其实际上需要对实现的内部进行检查，即是静态的（以确定相关性）还是动态的（以通过基于线性度的分析来表征矩阵）。
作为一般性规则，我们可以更完全地挫败外部攻击，并且迫使攻击者进入不断增加的细粒度的内部攻击，攻击者的工作变得越难，并且最特别地，攻击者变得越难进行自动化。
自动化的攻击是尤其危险的，因为它们可以有效地提供类破裂，这允许给定技术的所有实例被可以广泛分发的工具破坏。
因此，我们寻求通过使用可变和不断变复杂的内部结构和不断更具变化的防御来创建这样的环境，在所述环境中
（1）实例的任何完全破裂需要许多子破裂；
（2）所需的子破裂在实例间不同；
（3）被攻击的部件的结构和数量在实例间不同；以及
（4）所采用的保护机制在实例间不同；
使得使攻击自动化变为足够大的任务，从而阻碍攻击者尝试它（因为在相当长时间内，时间将花费来建立这样的攻击工具，所部署的保护可以已经移动到新的技术，在所述新的技术中，攻击工具的算法不再够用）。
6.2 初始结构：选择和。标记III函数具有宽度为12个32比特字（总宽度为384比特）的输入和输出。实现主要由一系列区段构成，其中每个区段是函数索引的交织（FII）的实例。该一系列区段之前和之后是意图挫败盲相关性分析攻击的初始和最后混合步骤（其在输入开始时执行，用于得到相关性关系，而不考虑攻击下的实现的结构细节）。
我们将主要处理。鉴于我们熟知的FII方法，区段逆是相当明显的，并且通过以相反顺序串接区段的逆发现总体以相反顺序夹在初始和最后混合步骤之间。
每个这样的区段具有左函数、使用与左函数相同的输入的选择子计算以及右函数。右函数是FII的嵌套实例。因此，每个区段将输入和输出矢量划分成三个子矢量：进入和退出外部左函数的部分、进入和退出内部左函数的部分，以及进入和退出内部右函数的部分。我们将把这些称为左、中和右子矢量。
6.2.1 在上选择矩阵。我们以两种不同方式选择矩阵：
一般：在没有元素是0或1并且所有元素是独特的约束下，在上随机选择矩阵；或者
可逆的：根据在p.33上的中给出的方法在上选择矩阵，但是具有额外约束：产生的矩阵不包含具有值0或1的元素并且所有元素是独特的。
6.2.2 *初始和最后混合步骤。在中，我们给出用于使用具有排序网络拓扑的决定来置换元素序列或其他形式的选择的技术。通过用双射矩阵替换条件交换来将每个输入混合到每个输出，我们可以精确地取得相同的网络拓扑，并且产生混合网络，所述混合网络初始时将CB函数的每个输入与彼此混合，并且我们可以在最后采用另一这样的网络来将CB函数的每个输出与彼此混合。如针对置换的情况那样，混合并不是完全均匀的，并且其偏置可以使用中的技术减小，但是再次地，条件交换被混合步骤替换。
6.2.3 *细分区段的输入和输出矢量。以下选择仅仅是示例：具有不同宽度和更宽的划分大小的选择的许多其他选择是可能的。
如果针对区段的输入子矢量以特定方式被静态划分，也即针对左、中和右分别的3-5-4，任何其输出也被这样静态划分。
对于以上允许的子矢量长度是三、四、五和六个32比特字。因为每个输入和输出矢量具有长度十二个32比特字（384比特），所以其遵循从左至右然后向下的字典序的十个允许的配置为：
。
如果我们以从0到9的顺序对上面十个配置编号，则我们生成的针对每个区段所选的配置的号码静态地通过rand(10)来选择；即，我们在构造时随机一致地从以上十个可能性中进行选择。
6.2.4 *选择针对区段的输入和输出的定序。第一区段将初始输入输入到或，并因此是输入无约束的。类似地，最后区段向或进行输出，并因此是输出无约束的。因此，第一区段的输入或最后区段的输出分别随机一致地附着到初始输入或最后输出。
在所有其他情况中，我们如下选择对区段的输入和输出的定序。
我们注意到，对于任何区段，其左输出子矢量的输出仅取决于其左输入子矢量的输入，其中间输出子矢量的输出仅取决于其左和中间输入子矢量的输入，并且其右输出子矢量的输出取决于左、中和右子矢量的输入。
我们因此静态地在以下约束下随机一致地将区段Y的输入链接到其在前区段X的输出。
（1）区段X的右输出矢量输出必须具有至区段Y的左输入矢量输入的最大数量的链接。例如，如果X是区段并且Y是区段，则X的右输出子矢量输出中的三个链接到Y的左输入子矢量输入中的三个。
（2）未在以上约束（1）下链接到区段Y的左输入矢量输入的任何区段X的右输出矢量输出必须链接到区段Y的中间输入矢量输入。例如，在以上6-3-3 X、3-4-5 Y的情况中，X的右输出矢量输出中的剩余三个链接到Y的中间输入矢量输入中的三个。
（3）在满足以上约束（1）和（2）之后，区段X的中间输出矢量输出链接到Y的输入子矢量的最左可能输入子矢量，其中Y的左输入子矢量中的那些在最左边，Y的中间输入子矢量中的那些在最左和最右之间的中间，并且Y的右输入子矢量中的那些在最右边。
以上概述在于：当我们将信息从一个区段转移到下一个时我们静态地尝试使输入上的相关性最大化。我们始终被保证在两个区段之后实现“全级联”（使得每个输出取决于每个输入），并且我们还尝试使携带这些相关性的数据流的宽度最大化（因此以上约束（2）和（3））。
6.2.5 *区段的串接。（并因此）是区段的序列。每个区段的基本配置根据被静态选择，并且每一个从原始输入或从其前驱静态地链接到。构成（并因此）实现的相继区段的数量从集合{5，6，7}被随机一致地选择。
6.2.6 *非可变编码。在代码中的某些点处，我们使用非可变编码。非可变编码的意义——无论其是恒等式编码、线性编码还是置换多项式编码——在于当混淆应用于或实现时其不能改变：其的存在是语义的部分并因此不能被修改。
如果非可变编码被提及而没有对编码的指定，则置换多项式被采用。
6.2.7 *创建区段。给定配置（例如），我们如下创建区段（按照图11）：
1100使用的可逆方法，选择矩阵L、矩阵M以及矩阵R，并且24个一致地随机选择的非可变编码：12个应用于至这些矩阵的输入并且12个应用于它们的输出（将矩阵视为矢量映射函数）。让我们将具有它们的输入和输出非可变编码的这三个矩阵称为函数。于是，、以及附着到矩阵X，，其中执行非可变输出编码，并且执行非可变输入编码。
1105使用的方法，选择具有对应的函数C的选择子矩阵C，其取与相同的输入并且具有输入编码和输出编码；即，。（对应的区段将具有形式为 的选择子——其当然将被简化。）
取C的输出的两个高阶比特并加2以形成范围从2到5中的迭代计数。比该迭代小一的迭代计数是范围从1到4中的数，其是在其输出被传递到后继区段之前，整个右侧函数的输出（取个输入并产生个输出）具有直接反馈到其输入的其输入并总体被再次执行的次数。
1110选择选择子函数和，每个类似于上面的C。这些中的高阶四个比特提供范围从0到15中的数，其与8相加来提供范围从8到23中的旋转计数。旋转计数被应用于至的输入，并且旋转计数被应用于来自的输出。
当的输入和输出在下一步骤中被置换时，这些旋转不被置换。
1115选择选择子对 ，每个类似于上面的C，其仅提供足够到比较以及足够到比较，以通过的方法、通过控制其随机交换来分别控制至的输入和来自的输出的我们的随机置换。每个比较以约的交换概率生成布尔决定（交换或不交换）。
围绕针对的s输入和输出选择的功能性的逻辑定序是：初始旋转、然后初始置换、然后输入编码、然后矩阵映射，然后输入输出功能性（部分功能性）、然后输出编码、然后输出置换、然后最后旋转。当选择子使用输入时，其以与所做相同的编码（即，编码）来使用它们，所以不管任何置换，选择子始终以与所做精确相同的顺序精确地看到相同输入。
注意，所有以上步骤在用于功能性的循环内；即，从初始旋转到最后旋转的所有操作在每个迭代上执行。
作为结果，简化是可能的：例如，输入编码不需要单独针对和使用的输入的选择子完成；它们可以共享相同的经编码的值。
1125我们现在继续由s输入输出部分和t输入输出部分（功能性部分和功能性部分）构成的内部FII实现。
使用的一般方法，选择具有对应的函数的选择子矩阵，其取与相同的输入并且具有输入编码和输出编码；即， 。（对应的区段将具有形式为的选择子——其当然将被简化。）
取的输出的两个高阶比特并加2以形成范围从2到5中的迭代计数。比该迭代小一的迭代计数是范围从1到4中的数，其是在s输入输出、部分循环的一次迭代期间，功能性的输出（取t个输入并产生t个输出）具有直接反馈到其输入的其输入并总体被再次执行的次数。即，在针对中s输入输出部分的一次迭代中，针对t输入输出的所有迭代被执行，所以如果s部分迭代四次并且t部分迭代计数为三，则t部分被重复12次：针对每个s部分迭代三次。
1130选择选择子函数和，每个类似于上面的。这些中的高阶四个比特提供范围从0到15中的数，其与8相加来提供范围从8到23中的旋转计数。旋转计数被应用于至的输入，并且旋转计数被应用于来自的输出。
当的输入和输出在下一步骤中被置换时，这些旋转不被置换。
1135选择选择子对 ，每个类似于上面的，其仅提供足够到比较以及足够到比较，以通过的方法、通过控制其随机交换来分别控制至的输入和来自的输出的我们的随机置换。每个比较以约的交换概率生成布尔决定（交换或不交换）。
围绕针对的t输入和输出选择的功能性的逻辑定序是：初始旋转、然后初始置换、然后输入编码、然后矩阵映射，然后输出编码、然后输出置换、然后最后旋转。当选择子使用输入时，其以与所做相同的编码（即，编码）来使用它们，所以不管任何置换，选择子始终以与所做精确相同的顺序精确地看到相同输入。
注意，所有以上步骤在用于t输入输出（部分）功能性的循环内；即，从初始旋转到最后旋转的所有操作在每个迭代上执行。
作为结果，简化是可能的：例如，输入编码不需要单独针对和使用的输入的选择子完成；它们可以共享相同的经编码的值。
6.3 混淆或实现。以下方法被用于模糊程序实现或，其中实现具有以上中给出的结构。
以下节中的变换一个接一个地执行，除了在这些节的主体中另外指出的情况以外。
6.3.1 清除。在、和中列出的清除按照需要执行，如在标记II实现中那样。
6.3.2 *独特动态值的哈希插入和生成。的变换被执行，但是使用取所有输入的矩阵。否则，这与对应的标记II步骤非常类似。
6.3.3 宏指令扩展。这如在标记II实现中那样完成。
6.3.4 来-自插入。这如在标记II实现中那样完成。注意，在标记III中，所有控制流存在以创建嵌套的每区段循环。
6.3.5 随机指令重编码。我们注意到，在生成实现的区段中所采用的函数索引的交织（FII）中，我们已经将输入和输出分别划分成宽度为的可能不规则的组。在和中，
r输出仅取决于r输入；
s输出取决于r和s输入；以及
t输出取决于r、s和t输入。
其中针对r和s之间的FII的选择子计算被考虑为s计算的部分，并且针对在s和t之间的FII的选择子计算被考虑为t计算的部分。注意，以该考虑，s输出不取决于r输出，并且t输出不取决于r和s输出。
如果实现不是SSA形式，则将其转换成SSA形式（参见），并且移除冗余的MOVE指令（参见）。
我们现在对每个区段自身进行拓扑排序，由此随机混合r、s和t指令序列。
我们类似地对初始混合自身进行拓扑排序，并且对最后混合自身进行拓扑排序。
我们串接排序后的定序：初始混合、区段1、区段2……区段k、最后混合。在该串接的定序中创建表示“在前”关系的新关系R。通过以下方式来创建新关系：随机一致地移除在每两个弧中的一个，并将与执行约束合并以形成总体“在前”关系，再次对整个序列进行拓扑排序。
6.3.6 *数据流复制。这如在标记II实现中那样完成（参见）。
6.3.7 *随机交叉连接。这如在标记II实现中那样完成（参见）。
6.3.8 *检查插入。这如在标记II实现中那样完成（参见），具有以下改变：在用于检查的候选布置间，以概率选择在当前区段内的候选（在这样的候选存在的情况下），并且以概率选择之后区段中的候选（在这样的候选存在的情况下）。作为该改变以及在中的修改后的重定序方案的结果，以高概率，区段的全部通过插入的检查交叉连接并且被使得取决于彼此。
6.3.9 代码转换。这如在标记II实现中那样完成（参见）。
6.3.10 寄存器最大化。这如在标记II实现中那样完成（参见）。
6.3.11 *存储器混洗。这如在标记II实现中那样完成（参见）。注意，因为我们具有循环但没有，所以被最小地生成，这消除了可能在标记II实现中产生的一些异常。
6.3.12 最后清除和代码发射。这些如在标记II实现中那样完成（参见）。
7. 掺合与锚定技术
如果互逆基函数的对的成员可以锚定到采用其的应用和该应用驻留于的平台，并且如果它的数据和代码可以与它形成其一部分的应用的数据和代码掺合，则它的值大大增加，意义在于不同种类的数据或代码之间的边界变模糊。
这样的锚定和掺合的效果是：
（1）挫败代码和数据提升攻击，
（2）通过混淆边界的精确位置来挫败输入点、输出点以及其他边界攻击，以及
（3）增加保护性代码和数据与它们周围的上下文代码和数据之间的相关性，由此通过在篡改下增加的脆性而增加篡改抵抗。
要解决的数据和代码边界的种类为：
（1）输入边界，其中未编码的数据必须被编码并被从其未受保护域带到受保护域（参见），
（2）输出边界，其中受保护数据必须被解码并被从受保护域带到未受保护域（参见），
（3）进入边界，其中控制从未受保护代码传递到受保护和被混淆代码（参见），
（4）退出边界，其中控制从受保护和被混淆代码传递到未受保护代码（参见），
（5）分离边界，其中数据从来自多个变量的熵跨可设置大小的比特矢量均匀混合的形式改变为来自单独变量的熵更加隔离的形式，但是仍然被编码，并且计算在这些更加隔离的变量上执行，以及
（6）混合边界，其中数据从来自单独变量的熵被编码但相对隔离的形式（一般包含在这样的变量上的计算的结果）改变到来自多个变量的熵跨可设置大小的比特矢量被均匀混合的形式。
保护分离和混合边界的挑战在于，在分离之后或混合之前在其上执行计算的数据频繁地来自于其他站点，在所述其他站点中，数据也被分离成相对少的变量。这允许其中隔离的变量被扰动的攻击，结果是：在混合和重新分离之后，隔离的变量响应于该扰动，从而向在做出响应的站点处的那些揭露在扰动站点处的值的连接。
除了以上掺合形式之外，我们寻求借助于互锁技术将代码和数据锚定到它们的上下文，包括：
（1）数据相关系数，其中在代码中的某些代码站点处的数据流提供用于计算系数的变量，所述系数控制在代码中的后续执行的代码站点处的编码（参见下面的），以及
（2）具有交叉检查和交叉俘获的数据流复制，其中数据流的某些部分被复制（但是具有不同编码），数据流链路在副本间被交换，并且注入计算，如果副本对于它们的未编码的值相匹配，则这没有净效应，但是如果副本对于它们的未编码的值未能匹配，则这导致计算敏锐地失败或降级，
（3）数据流恶化和修复，其中错误在某些代码站点处被注入到数据流中，并且这些错误在后续执行的代码站点处被纠正，
（4）控制流恶化和修复，其中只有执行代码需要处于正确地可执行状态，只要作为其执行的部分其确保后续状态的正确可执行性即可——实际上，存在包括当前执行代码的移动的正确性窗口，并且当除了在进入之前被纠正以外离开时代码恶化——经由到诸如例程变量、情况指标等的数据的改变，以避免在自修改代码中固有的问题，即，所有这样的恶化应当影响在控制中使用的数据而不是实际代码自身。
（5）共享黑板，其中多个代码段利用动态数据识别编码的实例，其中动态解决的存储与持续的数据混洗和重编码在多个代码段间共享，使得攻击者更难从属于其他代码段的数据流中分离一个代码段的数据流，
（6）并行功能，其中用于执行某个功能的代码与执行一个或多个其他功能的代码交织，使得两个或更多功能被单个控制线程并行执行，这（与上面的其他技术相组合）使分离用于两个功能的代码是可能的，以及
（7）子集团和段，其中我们部署团和段控制流保护专利（US 6,779,114）的功能性的子集，包括可切换的非常大的例程，其将多个例程组合成单个例程。
7.1 数据相关系数。检查用于置换多项式逆的方程（参见、和，我们注意到乘法环逆在字环（当前计算机上典型为或）上）被广泛使用。（它们是方程中分式中的支配者：例如，意味着意指的，其中是的乘法环逆。）
对于具有w比特字的机器，和是使得 的两个数，其中是在环内的乘法运算操作，即，其是两个w比特二进制字的乘法，其中如C和C++中那样忽略上溢。
尽管我们可以通过采用外延的欧几里德算法[15，26]来通过计算找到这样的逆，但是这是不期望的，因为该算法是可容易识别的。因此，我们需要另外的手段来将输入数据提供的熵中的一些转换成用于置换多项式的随机系数的选择。
我们记住，沿着这些线的方法预先随机地选择数：
其中每个是在范围从3到（包含性的）中的奇数，所有是成对独特的，并且在列表中不存在对使得。我们将还采用预先使用上面提到的外延的欧几里德算法找到的它们的乘法逆
。
然后对于从在CB函数内的早期计算选择的任何随机非零字值v，我们选择使用v的比特的产物c：如果在v中被设置，则在产物中。这给出了从1到w因数的产物，其逆通过再次使用v来找到：如果比特在v中被设置，则在给出逆的产物中。
如果w=32，则这向我们给予非常大量的潜在系数和逆系数。实际上，该数量如此之大，以至于我们可以选择仅使用v的部分——即，通过某个较小的数替换w并具有较小数量的和它们的逆——其可能仍然是足够的：取代32的18比特仍将允许在200,000个系数+逆系数对上进行选择。
注意，我们仅提供了用于生成奇系数的手段。其他种类的系数更容易生成，因为或者我们仅需要它们的加法逆（偶元素没有乘法逆）。为了生成为偶数的系数，我们简单地使所生成的值v翻倍。为了创建其平方为0的系数，我们简单地将v在逻辑上左移位个位置（即，我们将其乘以，其中上溢被忽略）。
7.2 针对编码强度的细微控制。在当前代码转换中，存在称为数据流级别和控制流级别的设置，其在正常情况下从0运转到100，从而指示应当对数据或控制流进行多强的编码。
传统地，用于影响该表面地细粒度控制的机制具有两个变体：
（1）在数据或控制流级别中的某些特定数字阈值处出现的行为上的突然不同，使得在阈值以下不应用某个变换，并且在阈值以上应用该变换，以及
（2）在针对在某个代码片段上执行某个变换的概率阈值中的细粒度不同，使得在较低数据流级别，伪随机变量可能必须下降到0.8以上以导致其被变换，而在较高数据流级别其可能仅必须下降到0.2以上以导致变换。
我们对于方法（1）没有问题，但是我们可以对（2）进行改进。对于方法（2）的问题是：只是偶然，实现的实际级别可能未下降到意图级别附近。我们因此建议以下改进。
我们保持对要覆盖的总站点的运行结算、目前为止覆盖的站点的运行结算，以及有多少接收的概率受控变换（包括的站点）以及有多少没有（被排除的站点）。当包括的站点的比率在期望比率以下时，我们将执行变换的概率增加到其正常值以上，并且当其在期望比率以上时，我们将执行变换的概率降低到在其正常值以下。针对增加和下降的程度的合适设置可以通过实验来计量。这可以有效地使得用于受影响代码区的实际比率被保护以紧密跟踪期望比率，而非由于几率效应而偏离该比率。
当潜在站点的总数大时，这将具有其最佳效果。如果仅有几个站点存在，缺乏海量代码复制以增加站点的有效数量，则可以运用很少的细粒度控制。
这容易外延到具有多于两个选择的情况。考虑例如在上（或最近在上，更强大的平台）的置换多项式编码的使用。如果我们在无编码或次数1到6的编码间改变，则存在七个可能的选择要覆盖，在它们当中，我们根据期望的比率来分派概率。相同的原理应用：如果我们正得到太少的内容，则我们将其概率上推；如果我们正得到太多内容，则我们将其概率下降。
7.3 输入和输出边界。在输入边界处，未编码的数据必须被编码并被从其未受保护域带到受保护域。在输出边界处，受保护数据必须被解码并被从受保护域带到未受保护域。
这是用于部署针对数据流的编码强度控制（参见）的合适位置。测量在数据流图中的多个图弧中的数据流距离，其中弧将值产生操作连接到消耗它的操作，我们如下继续。
（1）保护在其选择的强度（通常相当高）处的实现。
（2）针对输入边界和输出边界二者，保护远离在实现内部的操作个弧的操作，所述操作具有减弱的强度，直到达到周围代码的正常代码转换强度为止。
这要求我们能够计量这样的距离，这要求来自代码转换器的一些额外支持以添加这样的选择性距离信息，并通过如在概述的那样控制编码强度来对其作出响应。
应用于输入/输出边界的附加保护是数据相关系数，用于增加基函数进入处的计算与提供输入的代码的相关性，并用于增加接收基函数输出的计算与提供那些输出的实现内的代码和共享黑板的相关性（如果数据可以通过经由共享黑板而进入和离开——动态数据识别编码的实例——则攻击者为了该数据而跟随数据流要难得多）。
7.4 进入和退出边界。典型地，在其处实现接收其输出的点紧跟在其处控制进入实现的点，并且在其处实现提供其输出的点紧在其处控制离开实现的点之前。
作为结果，在中的保护也保护进入和退出边界。然而，该实现将典型地比常规代码转换的代码具有更强的控制流保护。
因此，我们需要对进入执行细粒度的逐步递增和对控制流级别的退出执行逐步减弱。这里我们对距离的度量是要沿着导致进入点（对于进入而言）或离开退出点（对于退出而言）的最短路径执行的FABRIC或机器代码指令的估计数量，其中对于针对进入和退出的每一个的比方说一百或两百个指令单元的距离进行掺合。
这将是绝佳的位置来部署控制流恶化和修复，以将靠近进入的代码和保护性进入代码以及保护性退出代码和从退出移动离开的代码系在一起，以增加在保护性进入和退出的附近中的保护级别。
7.5 分离和混合边界。其中我们遭遇分离和混合边界的一般情形是这样的情形，其中结构化的数据以轻微编码或未编码的形式从实现输出，或者轻微编码或未编码的结构化数据进入实现，或者本发明的实现的一部分用于包夹我们希望隐藏的做决定计算。
分离和/或混合的效果是我们在分离之后或在混合之前具有潜在地被曝露的数据，从而产生攻击点。隐藏，除了在中已经覆盖的针对这些情形的相关保护之外，我们需要针对我们需要在用作分离或混合函数的基函数之间包夹的任何计算的更强的保护。
如果决定基于检查口令或者一些类似的相等比较，则我们强烈推荐的方法作为用于其保护的最佳选择。然而，我们很少如此幸运。
更常见的情况是我们需要执行一些算法、一些比较、一些按比特布尔运算等等。为了这些，我们推荐以下保护（参见）：
（1）首先且最重要的，具有交叉检查和交叉俘获的数据流复制用于大量增加在初始基函数与决定代码以及在决定代码与最后基函数之间的数据相关性；
（2）数据流相关系数的文字使用：在决定块中的系数由在前基函数设置，并且在随后基函数中的系数由决定块中的代码设置；
（3）共享黑板（动态数据识别编码阵列）作为站点的使用用于从初始基函数到决定代码以及从决定代码到最后基函数的通信；以及
（4）如果可能的话，并行功能，使得决定块与其他不相关代码进行混合，使得攻击者难以分析和从代码进行区分，以所述代码,其通过交织它们的计算而并行计算。
7.6 一般保护。某些保护可以在每个边界处和在边界之间应用以便进一步在其中基函数被部署的上下文中保护代码，即控制和数据流恶化和修复、并行功能以及子集团和段。在可行的情况下，这些添加的保护将增加攻击者面对的分析难度，具体地，它们将呈现静态分析不可行以及动态分析是高代价的。
7.7 示例性保护场景。数据以经由基函数编码的形式被提供，使得信息跨其整个状态矢量而被涂覆。因此编码的数据包括
（1）128比特密钥
（2）具有各种字段的128比特数据结构，一些字段仅为几比特宽，一个字段为32比特宽，并且一些字段高达16比特宽。
计算要对数据结构的字段被执行并且对在当前平台上的信息被执行，作为其的结果，或者密钥将以已供使用的形式被递送（指示当前平台信息加上递送的数据结构导致释放所述密钥的决定）或者与密钥相同大小的无意义串将以表现为已供使用但是实际上将失败的形式被递送（指示当前平台信息加上递送的数据结构导致不释放所述密钥的决定）。
攻击者的目标是获得128比特密钥，而不管字段的内容和在当前平台上的信息。防御者的目标是确保在“是”决定时密钥被正确递送，除非防御者的实现被篡改，但是在其中决定将是在没有篡改的情况下的“否”的情形中，密钥是攻击者不可获得的。
这捕捉到保护系统的主要掺合需要：存在输入、输出、进入、退出、分离以及混合边界要保护。
7.8 用掺合实现保护。这里，我们针对如到中所提出的在p.67上在中描述的保护场景，通过开始列出的子集团和段描述从数据流相关系数实现保护。
7.8.1 开始配置。我们的开始配置包括保护系统核心的代码转换器中间表示、包含应用输入256比特值（包含编码形式的128比特经编码的密钥）到其的128比特X256比特函数，以及128比特数据结构并且应用从其接收已供使用的128比特不同编码的密钥。
该核心包括：
（1）进入256比特256比特基函数，其接受其中熵跨整个256比特混合的256比特的，将此解码为具有128比特经编码的密钥（通过某个其他128比特128比特基函数预先编码）的结构和具有平滑（未编码）形式的扩展字段的128比特数据结构；
（2）决定块，其接受128比特数据结构和128比特密钥，在128比特数据结构的字段上执行计算，决定是否释放密钥，以及向第二基函数提供128比特经编码的密钥自身（如果决定是“继续”）或使用密钥的值以及形成作为熵源的128比特数据结构的进一步信息，并向第二128比特128比特基函数提供经编码的密钥或相同宽度的无意义的值；
（3）退出128比特128比特基函数，并返回已在一些白盒密码函数（例如，AES-128）中使用的不同编码的密钥。
进入和退出基函数根据标记III决定（参见）来构造。该核心在其包含例程中是内联代码；即，其不通过例程调用进入也不通过例程返回退出：相反，周围功能性被包括在包含该周围功能性和该核心的例程内。
核心和应用的组合被称为程序。
7.8.2 *细分区段输入和输出矢量。以下材料是示例性的：更广泛选择存在。这里，我们选择双重递归函数索引的交织，从而产生对区段的三部分划分。也可以是单重递归（两部分划分）、三重递归（四部分划分）或阶n递归（(n+1)部分划分）。
在中，划分针对在12字宽（384比特I/O）标记III实现中的I/O矢量给出。根据以上，我们具有8字宽进入基函数和4字宽退出基函数。我们将进入区段细分如下：
。
如果我们以从0到3的顺序对上面四个配置编号，则我们生成的针对每个区段所选的配置的号码静态地通过rand(4)来选择；即，我们在构造时随机一致地从以上四个可能性中进行选择。
对于退出基函数，区段被细分如下：
。
如果我们以从0到2的顺序对上面三个配置编号，则我们生成的针对每个区段所选的配置的号码静态地通过rand(3)来选择；即，我们在构造时随机一致地从以上三个可能性中进行选择。
7.8.3 *距离度量。我们利用从操作到核心输入以及从核心输出到操作的距离的测量。存在四个度量：两个用于数据流距离并且两个用于控制流距离。
---------------------------------------------------------
*数据流距离。我们收集下至-200的输入距离和上至+200的输出距离。超过该点，我们可以忽略更大的距离，并且应用启发式方法来避免计算它们。
核心中的每个计算指令与核心的距离是零。（计算指令是输入一个或多个值或者输出一个或多个值的指令。）
每个其他计算指令（CI）与核心的距离是负（如果其提供影响被核心消耗的值的值）或正（如果其消耗被核心产生的值影响的值）。
我们假设，对于大多数部分，二者都不为真；即，核心不在其中核心被重复采用的循环的体中，或者其在循环中，但是该循环充分外延以至于我们可以忽略馈送至核心中的被来自之前核心执行的输出影响的任何信息。然而，指令可以驻留在可以既在核心执行之前又在之后调用的例程中，在该情况中，数据流距离是包括其输入距离和其输出距离的对。
输入距离被确定如下。
如果CI输出是到核心的直接输入的值或者加载是到核心的直接输入的值（核心接受所述直接输入作为数据流边沿（即，作为“虚拟寄存器”））或者存储核心从存储器加载的输入，则其输入距离为-1。否则，
如果CI x输出是到具有-k的输入距离（并且归因于如上所提到的在例程中的指令既在核心之前也在之后被调用，也可能是的输出距离）的y CI的直接输入的值，或者x加载为通过这样的y输入的值或者存储这样的y从存储器加载的输入，则其输入距离为-k-1。
当以上考虑给予指令多个独特输入距离时，最接近零的那个是正确的。
输出距离被确定如下。
如果核心输出是到CI的直接输入的值或者加载是到CI的直接输入的值（CI接受所述直接输入作为数据流边沿（即，作为“虚拟寄存器”））或者存储CI从存储器加载的输入，则其输入距离为+1。否则，
如果具有输出距离k（并且归因于如上所提到的在例程中的指令既在核心之前也在之后被调用，也可能是的输入距离）的CI x输出是到y CI的直接输入的值，或者这样的CI x加载为通过这样的y输入的值或者存储这样的y从存储器加载的输入，则其输出距离为+k+1。
当以上考虑给予指令多个独特输出距离时，最接近零的那个是正确的。
该度量完全忽略控制流。以值返回指令被认为是用于该目的的加载。向例程内的变量输入值的例程进入指令被认为是用于该目的的存储指令。
---------------------------------------------------------
*控制流距离。我们收集下至-200的进入距离和上至+200的退出距离。超过该点，我们可以忽略更大的距离，并且应用启发式方法来避免计算它们。
我们将指令视为通过程序的控制流图中的有向弧来连接，具有两个外发弧（如果测试条件为真或假，则引导到后继）的条件分支，以及具有通过控制索引选择的多个后继的索引分支（case或switch语句分支），所述控制索引针对控制结构的case标签而被测试。。对于例程返回指令，通过从其调用例程的站点来确定其后继；即，它们是可以紧跟在从例程返回后执行的所有指令，并且返回指令被认为是至那些返回后指令的索引分支。
在核心内的任何指令具有与核心相距为零的控制流距离。如上那样，我们假设无循环场景，其中涉及核心的任何循环是足够大尺度的并且足够少发生的以允许我们忽略它。然而，在控制流距离的情况中，指令可以驻留在可以既在核心执行之前又在之后调用的例程中，在该情况中，控制流距离是包括其进入距离和其退出距离的对。
进入距离被确定如下。
如果指令具有在核心中的后继指令或者是具有在核心中的目的地的分支，则其进入控制流距离为-1。否则，
如果指令x具有紧后继指令y，y具有-k的进入控制流距离（并且归因于如上所提到的在例程中的指令既在核心之前也在之后被调用，也可能是的退出控制流距离），或者x是其目的指令是这样的y的一个分支，则其进入控制流距离为-k-1。
当以上考虑给予指令多个独特进入距离时，最接近零的那个是正确的。
退出距离被确定如下。
如果核心指令具有在核心外部的后继指令或者是具有在核心外部的目的指令的分支，则在核心外部的该指令具有+1的退出控制流距离。否则，
如果具有+k的退出控制流距离（并且归因于如上所提到的在例程中的指令既在核心之前也在之后被调用，也可能是的进入控制流距离）的指令x具有紧后继指令y，或者如果这样的x分支到指令y，则y具有为+k+1的退出控制流距离。
当以上考虑给予指令多个独特退出距离时，最接近零的那个是正确的。
7.8.4 清除。在、和中列出的清除按照需要执行，如在标记II实现中那样，不仅用于进入和退出基函数实现，而且也用于决定块和应用。
7.8.5 *独特动态值的哈希插入和生成。取代每基函数执行的变换一次（即，针对进入函数执行它，以及单独地针对退出函数执行它）的是，有时在计算进入基函数之前，我们使用矩阵在应用内执行该变换，所述矩阵的输入是从应用中可用的数据选择的。我们使用它来创建用于动态数据识别编码的阵列，其将服务于该应用，进入和退出基函数以及决定块二者，使得它们都使用一个共享的黑板。
7.8.6 宏指令扩展。这如在标记II和标记III实现中那样完成。
7.8.7 来-自插入。这如在标记III实现中那样完成，但是外延到与核心相距进入距离或退出距离的具有100或更小绝对值的每个分支；即其良好地外延超过核心中的透明盒实现的限制。
7.8.8 *控制流恶化和修复。作为代码处理的部分，代表被变平：在像switch语句的构造中的目的地点做出分支标签，并且通过分支到该switch、向其传递对应于引导到期望目的地的switch case标签的索引来到达目的地。
这应当针对在核心中或在基本块中的所有代码完成，所述基本块具有与核心相距进入距离或退出距离的任何指令，所述距离具有100或更小的绝对值。
我们考虑要在变量中中存储的目的地的对应索引，所述变量对应于在控制流图中表示基本块（经由标签进入并且经由最后分支、返回或调用退出）的节点。
在变平之前，我们在以下约束下用总双射函数（）来随机地标记在恶化区中的每个基本块。
（1）如果基本块可以退出到，则其标记函数具有，的属性。
（2）如果两个独特基本块可以都退出到块，则。
（3）如果基本块可以退出到块，则在其处的点的数量通过以下来上限界：由可以退出到的任何基本块处理的目的基本块的数量的四倍。
在变平之后，每个基本块在使得对于其前驱的有（）的状态中与变量一起进入。（这不意味着变量的状态是正确的，而仅意味着它们同意前驱的）。然后继续交换变量使得对于每个变量，——这几乎无疑是与其一起进入的变量不同的的状态，但是鉴于约束，改变的数量具有合理的限界。
因此，在达到基本块的最后时之前，变量以当前目的地是正确的但大多数其他通常是不准确的方式对应于目的地。
7.8.9 随机指令重定序。我们注意到，如在实现的区段生成中所采用的函数索引的交织（FII）中，我们已经分别将输入和输出划分成宽度为的可能不规则的组。在和中，对于进入和退出基函数的每一个：
r输出仅取决于r输入；
s输出取决于r和s输入；
t输出取决于r、s和t输入；
其中针对r和s之间的FII的选择子计算被考虑为s计算的部分，并且针对在s和t之间的FII的选择子计算被考虑为t计算的部分。注意，以该考虑，s输出不取决于r输出，并且t输出不取决于r和s输出。
如果程序不是SSA形式，则将其转换成SSA形式（参见），并且移除冗余的MOVE指令（参见）。
我们现在对在进入和退出基函数的每一个中的每个区段自身进行拓扑排序，由此随机混合r、s和t指令序列。我们类似地对初始混合自身进行拓扑排序，并且对每个基函数中的最后混合自身进行拓扑排序。我们同样对应用和决定块中的每个基本块（没有任何分支或例程调用或返回的代码的直线展开）进行拓扑排序。
对于进入和退出基函数的每一个，我们串接排序后的定序：初始混合、区段1、区段2……区段k、最后混合。在该串接的定序中创建表示“在前”关系的新关系R。通过以下方式来创建新关系：随机一致地移除在每两个弧中的一个，并将与执行约束合并以形成总体“在前”关系，再次对整个序列进行拓扑排序。
针对程序的指令重定序现在完成。
7.8.10 *具有交叉检查/俘获的数据流复制。用于这些变换的方法如在标记II中那样（参见、和），在标记III中具有修改（参见），但是其也针对附加代码段完成。
具体地，除了其在进入和退出基函数内的正常使用之外，我们还针对在决定块内的数据流执行这些变换，包括信息从进入基函数的输出到决定块的输入的转移，以及信息从决定块的输出到退出基函数的输入的转移。
存在对这些步骤的进一步改变以用于我们的掺合场景（参见），在下一节中覆盖。
7.8.11 *决定隐藏。在决定块中，128比特结构的字段被检查，对它们执行计算，并且通过-失败决定被达到并且作为值被递送。我们复制这些计算中的一些，使得由一对任意常数和之一构成的决定值被生成至少八次。代码转换将使这些值看起来是独特的。
因为它们是副本，所以交叉链接和交叉检查应用于它们。具体地，我们可以假设它们将产生，并且在此基础上，当密钥中的数据流字输入到退出基函数时对该数据流字执行操作，所述退出基函数在通过时取消但是在失败时不取消。取消值可以利用来自结构的进一步的值（如果取消，则也取消）。
这与如在中的交叉链接和交叉检查的组合将使得密钥以数据相关的方式混乱地改变，但是将以高概率使得只要在结构上的决定块测试引导到“失败”决定，与密钥相同大小的无意义的值就被递送到跟随退出基函数的应用代码。（该方法与中的口令检查技术相关）。
7.8.12 代码转换。这如在标记II实现中那样完成（参见），但是具有以下改变。
我们如下划分保护级别：
（1）使用线性映射的有限环保护。
（2）使用二次多项式的置换多项式保护；
（3）使用二次多项式元素的2矢量函数矩阵保护。
在核心中的代码以级别3（强）保护。在具有不超过100的绝对值的输入距离或输出距离外的代码以级别2（中等）保护，以及应用的剩余部分以级别1（弱）保护。
另外，代码转换如下利用数据相关系数。
（1）在引导直到进入基函数的应用代码中得到的常数设置在进入基函数的代码转换中的系数的八分之一。
（2）在进入基函数中得到的常数设置在决定块的代码转换中的系数的四分之一。
（3）在决定块中得到的常数设置在退出基函数中的系数的四分之一。
（4）在退出基函数中得到的常数设置在从退出基函数接收输出的应用代码中的系数的至少八分之一。
7.8.13 寄存器最小化。这如在标记II实现中那样执行（参见），但是针对整个程序。
7.8.14 *动态数据识别编码（存储器混洗）。这如在标记II实现中那样执行（参见），但是影响超过核心的代码。具体地，混洗后的存储器提供的共享黑板用于将来自应用的输入提供给进入基函数，并将来自进入基函数的输出提供给决定块，并且将来自决定块的输入提供给退出基函数，以及将来自退出基函数的输出提供给应用。
7.8.15 最后清除和代码发射。这些如在标记II实现中那样执行（参见），但是针对整个程序。
节A *通过与混乱特征的相等性进行认证
假设我们具有其中认证如口令那样的应用：在G（提供的值）匹配参考值时，即当时，认证成功。
进一步假设我们关心当时会发生什么，但是当不匹配时，我们仅认为无论如何，认证授权不再可行。即，当时我们成功，但是如果，则进一步计算可以简单地失败。
认证相等性不受对两侧应用任何无损函数的影响：对于任何双射，我们可以等同地测试是否。即使是有损的，如果仔细选择使得当时的可能性足够低，对相等性的认证也可以以高概率保持有效（例如，如在Unix口令认证中那样）。
基于本文之前描述的技术，我们可以简单地执行这样的测试。我们之前描述了一种通过以下方式来挫败篡改的方法：复制数据流（参见）、随机地交叉连接复制实例之间的数据流（参见），以及执行经编码的检查以确保相等性未被损害（参见）。
我们可以改编该方法来测试是否有——在编码形式中，是否有。我们注意到，产生的数据流已经沿着其中的成功路径复制产生的数据流。我们因此对于该比较省略数据流复制步骤。然后，我们仅如在中那样交叉连接以及如中那样插入检查。通过将这些计算用作用于将来经编码的计算的系数，我们确保：如果，则所有都将正常继续，但是如果，尽管进一步计算将继续，但是结果将是混乱的并且其功能性将失败。此外因为是函数，所以如果，我们可以肯定。
参考文献
节C：在上的多项式逆计算，程序部件变换以及透明盒密码*
在软件混淆和保护的理论与实践中，在上并且更一般地在上的变换扮演重要角色。透明盒研究不是例外。在此注解中，我们给出了计算给定置换多项式的置换逆以及在上的给定可逆多项式的乘法逆的算法。对有效实现的特殊多项式函数与一般混淆原理协作的结果进行了讨论和呈现。
我们还研究了在上用多项式生成矩阵作为它们的行列式的算法，并且描述了使用在上的置换多项式和矩阵函数来变换算术运算和数据阵列的算法。这些变换可以与现有的MBA变换合成来用于在一般透明盒密码设定中的软件操作的保护。给出示例来说明新算法。
1 介绍和记号
令N是自然数的集合，并且Z是整数环。令。
微处理器的算术逻辑单元的数学基础在以下代数系统中进行抽象。
定义1。对于，我们定义代数系统 ，布尔算术代数（BA代数）或BA[n]，其中表示左和右移位，表示乘法，以及带符号比较与算术右移位由指示。n是代数的维度。
BA[n]包括布尔代数（）、整数模数环以及伽罗瓦域。
注意，保护设计的非常基本的要求是使实现容易与应用代码混合。因此，在BA[n]上建立变换称为有效方法。我们还论证其是足够的，因为存在与BA[n]直接相关的足够数量的计算困难问题。
-----------
*版本：2012年1月30日。
C.2 在上的多项式
令是上的函数，其中。如果可表示为，其中，并且，则是多项式函数，或者多项式是在环上的所有多项式的集合。
令是在中的所有置换多项式的集合。
令是递降阶乘幂，其中。任何多项式可以表示为，其中是1。
对于，令。在上的每个多项式可以用形式唯一表达，其中，并且是针对其但是的唯一整数。由于该唯一性，被称为的次数，由或表示。
注意，等于的2-adic阶，其是，其中s是二进制数表示的i的所有数位之和，或者是i的汉明重量。这在本注解中的几个算法中非常有用。
对于在上的多项式，它们的次数的上界是使得但是的数。假设n是2的幂并且。因为并且 ，所以我们具有。例如，在上的多项式，最高可能次数是33。
由于在中的多项式的最高次数是约的事实，与有限域上的多项式相比，这大大地减小了计算代价。
在环上存在大量置换多项式。的基数是。八分之一或是置换。对于，分别存在个置换。
C.3 置换多项式
对于给定多项式，，如果且仅如果是奇数且和二者都是偶数，其才是置换。令人感兴趣的观察是在递降阶乘表示 中，条件变成是奇数且和二者都是偶数。
在本节中，我们提供计算置换逆的有效算法，其也称为合成逆。
C.3.1 计算置换多项式的原像（根）
对于给定置换多项式，我们具有计算其原像的算法。
命题1。令是在上的置换多项式。对于任何给定值，我们可以提供以下步骤找到使得：
1.输入和；
2.；
3.的第0比特是的第0比特；
（a）对于从1到n-1的i
（b）的第i比特是的第i比特；
4.输出。
该计算是正确的，因为对于置换多项式，的第i比特完全由在处的比特值和的系数确定。
C.3.2 置换多项式的逆
在本节中，我们给出计算中任何给定置换多项式的合成逆的以下算法。
命题2。令是在上的置换多项式，并且令是其置换逆。以下步骤提供用于计算的系数。
1.输入；
2.对于从0到（n+1）的i
（a）输入和i到命题；
（b）输出（注意：）；
3.;
4.对于从1到n+1的j
5.输出。
算法的正确性基于以下论证。因为由（n+2）对值确定，所以的系数可以通过求解等式系统来计算。
该算法的复杂度为。
C.4 多项式的乘法逆函数
对于在上的给定多项式函数，我们希望确定是否具有乘法逆函数使得对于所有有，并且如果其存在的话由来表示。我们还希望计算。
令是中的所有乘法可逆多项式的集合。
C.4.1 的准则
命题3。令是在上的多项式函数。
1.如果且仅如果在递降阶乘幂表达式中系数是奇数并且是偶数，具有乘法逆函数；
2.在中存在乘法可逆多项式；
3.是多项式并且可以通过有效的算法来计算。
证明：明显地，在上，如果且仅如果对于所有，，具有乘法逆函数。在其递降阶乘幂表达式中，仅的系数和常数在最低有效比特中扮演角色，因为对于所有，2除。如果，必须是奇数，并且如果，必须是偶数。另一方面，以这些条件，对于所有为真。
在以下命题中陈述有效算法。
命题4。令是在中的乘法可逆多项式。其乘法逆可以通过以下步骤生成：
1.设置
，
其中是任意多项式；
2.执行递归等式
次以生成新多项式；
3.将标准化为次数最多为（n+1）的递降阶乘表示；
4.输出。算法的准确性基于以下观察：对于任何可逆元素，在过程中使用的牛顿迭代使在计算的准确性方面的比特数量翻倍。使用数8是因为和的前3个比特对于所有x是相同的，这归因于以下事实：对于所有奇数，和的前3个比特是相同的。
因为多项式在合成操作下是闭合的，所以我们具有多项式格式的逆。
注意，具有不同初始值的算法产生不同的中间计算，并因此产生多样化的代码。
该算法的性能是高效的，因为其仅取次迭代。该符号化计算产生多项式逆的方程，其可以用于计算逆的系数实例。
C.4.2 用于计算的算法
用于计算给定乘法可逆多项式的逆的方法归因于以下事实：在上的任何多项式可以通过值的集合来确定。以下是简单算法。
1.取乘法可逆作为输入；
2.计算；
3.计算模逆；
4.计算多项式的系数，
（a）基于值集合来计算的递降阶乘格式系数
（b）通过模数来修整系数
（c）将递降阶乘格式转换成正常模式；
5.输出。
该算法由于以下简单事实而保持： 。修整系数的步骤是必要的，以便产生零系数以具有有效计算所需的最短表示。
C.4.3 具有幂零系数的乘法可逆多项式
在上的所有乘法可逆多项式形成组，的单元组。其子组可以针对在减小数量的非零系数方面的有效计算而被研究。例如，幂零系数多项式的逆仍然是幂零系数多项式？如果是，这可以是有效的子集。以下结果是我们预期的。
引理1。令具有幂零系数的：。于是：
1.对于任何，；
2.如果是乘法可逆的，即如果是奇数，则我们具有 ；
3.对于任何整数，集合
是单元组的子组。
这里是简短证明。如果我们令，则。因此，。类似地，。第一结果是从上的归纳产生的。第二结果可以通过牛顿迭代过程（）和第一结果来证明。事实上，并且。通过归纳，是的多项式并且具有不大于的次数的次数。第三结果是容易检查的，这再次归因于系数的幂零属性，并且证据是完整的。
在前面子节中的算法的Smalltalk实现为我们提供在上的幂零系数多项式的逆的示例：
1.二次多项式 ，逆，其也是二次多项式；
2.三次多项式 ，逆 ，其也是三次多项式；
3.四次多项式 ，逆 ，其也是四次多项式。
注解1。幂零系数条件可以通过 而是松弛的。需要更详细的研究。
C.5 置换和乘法可逆多项式的分解、因式分解
在本节中，我们研究具有小表示的多项式。这是有用的，因为在上的一般多项式具有次数，并且如果高次置换用作变换，则变换后的代码将变得无效率。此外，代码混淆基于以下合理性也可以从小表示获益：小语言部件使代码多样性和一致性管理更容易。注意，在数据变换的上下文中，对于和其逆（在的情况中）二者都是需要的，这被发现为是有挑战性的问题。
对于给定置换多项式，其在常规多项式表示的非零项的数量被定义为其重量（在递降阶乘表示中，我们可以具有较小的重量定义，但是其将被不同地处理，因为不存在重复的平方算法在这里工作）。显然，。为了具有为小表示的和二者，在次数上放置限制是明显的选项，已知提供一类置换多项式使得。另一方面，找到具有小和的是找到有用的小表示的选项，因为存在有效的取幂计算，诸如重复的平方方法。
多项式函数分解为我们提供了找到具有小表示的的另一手段。如果，则和是的整数因数。对于多变量多项式我们具有类似的情况，其可以是针对算术运算的变形器代码。
多项式因式分解是我们具有小表示的第三种方法。注意，在中存在次数为m的约1/m个不可约多项式。
例如，在上仅存在99个次数为10的多项式是不可约的。幸运的是，置换多项式（的1/8）远非不可约的。现有的数学规则使得在上的的任何因式分解外延到在上的因式分解（非唯一），任何，并且在上的用于作为置换（或乘法可逆）的多项式系数条件不将其限制为不可约的。在该上下文中，对于和，理想的小表示是少量因数，并且每个因数是多项式与小表示的幂，所述小表示诸如低次数小表示或低重量的小表示（一种递归定义）。
使用混合加法项、合成部件、乘法因数表示多项式提供另一极佳的示例：相同的技术组服务于有效计算和软件混淆目的二者（现有示例是用于RSA密钥混淆的加法链）。因为我们的最终目标是用于变形器代码，所述变形器代码是三个置换多项式与算术运算以及双变量多项式的合成，作为最后结果，我们具有好机会来构造/找到小表示的大量置换多项式，以具有优化后的结果代码（一般算法应变确定——我们具有一些基本思想）。
在以下子小节中，我们描述用于这三种方法以及它们的混合的算法。
C.5.1 低次数或低重量
我们已经获得了关于置换多项式的足够条件使得和二者具有相同的次数，所述次数可以小。
这里是关于的次数的结果，其中 。
令m是正整数并且令是在上的多项式的集合：
。
次数是m并且存在2m-1个系数。
我们研究了较少限制条件以及对于可能必要且充分的条件的情况，但是结果是基于系数等式的系统的理论条件是复杂的，但是其确实在这样的多项式的计算上照射了一些光（细节在这里被省略）。在该点处，我们使用计算来进行搜索，并且如果计算结果可以提供进一步的信息则将恢复理论研究。
基本计算算法要应用于在节C.3.2中的算法以用于逆的计算，并调谐系数以找到小表示。
在伽罗瓦域上，诸如低重量不可约多项式的低重量多项式通过计算来研究。在该伽罗瓦环的情况中，我们应当再次使用节C.3.2中的算法，并找到第重量的那些。系数调谐过程在运行时再次发生。
5.2 分解
在域（不一定是有限的）上的多项式时间的分解方法是已知的，但是在伽罗瓦环上，就我们迄今为止的知识而言，还未找到/发现令人信服的一般算法。另一方面，在域上的方法和思想提供用于在环上工作的有价值的信息。
特殊类别的称为Chebyshev多项式的多项式（第一种类的多项式）值得我们注意。回顾可以通过以下递归关系来定义：。Chebyshev多项式的属性是关于分解：。令人感兴趣的观察是所有奇数索引的多项式 是在上的置换多项式。因此，大奇数索引的Chebyshev多项式可以分解成低次Chebyshev置换多项式。
注意，如果并且和，则那些分量和仍然是置换。对乘法可逆的分解将是令人感兴趣的，因为分量不一定是乘法可逆的。
C.5.3 和的因式分解
给定多项式的因式分解在处开始。然后，各种形式的Hensel提升可以被选择来在上对因式分解。在该领域中的算法得到了很好地研究（除了对多变量多项式进行因式分解以外），并且我们将使用现有的算法。
大多数置换多项式不是基本本原多项式并且具有非平凡因数。例如，置换多项式
。
对于任何，无平方因式分解算法和Berlekamp的Q矩阵算法用于对进行因式分解。注意，我们可能仅具有部分因式分解，找到互质因数，以去往下一步骤来对因式分解。
以下形式的Hensel的引理是具有技术实质的引理。
令R是环并且理想。对于任何以及在R/I中的f的使得的任何因式分解，存在和使得，以及此外，。
还注意，和可以直接从的Bzout恒等式构造。
迭代该过程，我们可以具有期望结果。
注意，置换多项式的因数不一定是置换。这在不同种类间的多样性方面提供了另一特点。然而，乘法可逆多项式的因数仍然是乘法可逆的。
C.5.4 混合加法项、乘法因数以及合成分量
我们知道在上的所有置换多项式基于函数合成运算而形成组。基于环乘法的多项式环的单元组是所有乘法可逆多项式的集合（参见节C.4）。
这里是简单但令人感兴趣的观察：
命题5。令，具有零常数项的置换多项式。于是。即，是乘法可逆的。
注意，的和的系数必须分别是奇数、偶数和偶数。以该格式，这些条件使的常数项能够是奇数，并且的系数是偶数。该观察的正确性遵循命题3。
另一观察是交，其为空（如果我们允许具有常数函数，则仅包含奇数常数函数）。这暗指两个函数集合在某种意义上是正交的。
回到（第一种类的）Chebyshev多项式的集合。之前我们提到奇数索引的那些是置换。容易看到偶数索引的（也是偶数索引的第二种类的Chebyshev多项式）是乘法可逆多项式。因此，大偶数索引的多项式可以基于被分解成小的那些，并且可替代地，其可以被因式分解成用于可约的那些的小因数。
在该领域中可以完成更多研究，包括出于生成高度混淆的代码的目的选择合适变换的算法。
C.6 一般化的多项式
对于作为置换的一般化的多项式，如果且仅如果条件基于其系数集合，则Klimov给出兴趣。这是用于通过用+替换所有运算来获得的多项式函数的相同条件，称为的约简多项式。
因为联合定律在中是无效的，所以它实际上表示从所有可能定序的运算以及运算符+和的组合生成的函数的集合。
令人感兴趣的关于单个周期属性的条件的新结果在2011年末发布：假设运算顺序是从左到右，即，具有格式为的函数。
命题6。在定序限制和假设不存在连续+运算符的情况下是单个周期置换，如果且仅如果其是在环上的单个周期置换，其中是在中的奇数的数量，其是在它们之前具有+运算符的项的次数索引的集合。
这是令人感兴趣的结果，但是可能是大环。
C.7 矩阵变换
在上具有预定行列式函数的矩阵函数在本节中构造，以用于算术运算和矢量的变换。以下是我们尝试工作于的矩阵的集合：
其中是在BA[n]上的多变量函数。
回顾是在上的所有乘法可逆多项式的集合。
几条解释线。这是其行列式是乘法可逆矩阵的矩阵集合。以预定行列式，在中的矩阵可以基于在环上的基本行和列运算来构造。注意，也涉及在BA[n]中的其他运算，但是我们“关心”乘法和加法。以下与在域上的矩阵非常类似的标准算法提供更多细节。
命题7。令。令是来自称为上下文函数集合的的函数集合。令是从生成的函数的集合。以下过程生成在上的可逆矩阵（更精确地，条目），其行列式是多项式：
1.输入：BA代数维度和矩阵维度m；
2.从和集合随机选择m个多项式；
3.重复以下过程的有限步骤：
（a）随机拾取；
（b）随机拾取；
（c）随机执行行运算或列运算；
4.输出：具有维度的矩阵。
在算法中，上下文函数集合是令人感兴趣的概念。来自的该函数集合定义矩阵变换所需的“相似度”以无缝掺合到应用代码环境中。可以基于现有的应用代码格式和射影代码格式来预先定义。的典型示例是在代码上下文中的表达式的集合。
该概念还可以帮助我们在应用和变换二者中在代码变量之间引入相关性。参见示例节D。
注解2。替代算法通过以下来构造该矩阵：具有中的多项式的上（或下）三角矩阵形成来自的对角条目和元素以形成上（或下）条目。这些矩阵的乘积仍然在中。
注解3。关于在中的矩阵的逆的一致性。存在两种类型的应用：在应用代码中有或没有矩阵逆代码。为了变换矢量（数据阵列）,其可能不是必要的，因为逆计算可以在服务器侧发生，这不需要代码混淆。但是使用矩阵逆来变换运算中的操作数称为必要的以保持原始功能性。
在中的矩阵良好地服务于后一种情况，因为逆矩阵的条目由来自和多项式（行列式的逆）构成。
注解4。算法可以基于定义的代码一致性级别的精确准则和变换后的代码的执行准则而被微调。
C.8 块可逆函数矩阵
在本节中，我们利用块可逆属性来构造平方块矩阵的特殊集合，所述块可逆属性要应用于内部和外部变换二者都保持乘法可逆性的代码上下文。
注意，这也是在白盒AES密钥隐藏中应用的常数情况构造的外延。
C.8.1 块可逆函数矩阵的存在
在本节中，我们将中的偶数多项式称为其x的系数和常数项二者都是偶数的多项式（与多项式环的幂零根有关）。令子集是乘法可逆多项式与偶数多项式的并。于是
是子环。令在环中生成的思想。
容易验证与Z同构：乘法可逆多项式的集合成为奇数，并且偶数多项式变为偶数。我们将看到该同构性将在中的域上的构造方法变换成环。
注意，包含由单元组和幂零根思想生成的子环。矩阵环是我们在本节中工作于的内容。首先，我们具有以下结果：
引理2。对于给定非零平方矩阵，存在两个可逆矩阵使得，其中D是具有r个一和s-r个零的对角矩阵，其中。
引理3。对于任何（），存在两个可逆矩阵使得，其中D是具有r个一和s-r个零的对角矩阵，其中。
这两个引理的正确性遵循以上同构性。对于中的该多项式子集，构造算法的基本思想在函数矩阵情况中在此工作得很好（即使在BA代数上，实质上在模数环上）。
10程序部件的一般变换
我们描述用于变换程序部件的方法（参见下一节，用于作为主要变换的算术运算和数据阵列及置换多项式、可逆多项式以及矩阵）。注意，在本节中描述的方法实质上是数据变换概念IRDETO/Cloakware数据变换技术的复杂度外延。
10.1 变换过程和配置
配置的定义。在该注释中，配置被定义为在变换过程中涉及的变量集合（无运算）的状态。在大多数情况中，变量集合包括：
1.程序部件中的变量；
2.程序部件的变换后的变量；
3.它们的类型表示的变换；
4.变换的系数和/或它们的值；
5.变换的系数和/或它们的逆的值；
6.表示配置自身的变量；
7.其他变量。
变换过程包括一系列：
1.输入配置；
2.部件变换部分；
3.输出配置。
作为变换过程的主要部分的配置管理可以通过有限状态机来表示。注意，程序的变换（加密）比用于密码目的的二进制串更加复杂。
示例，现有数据变换。
10.2 对变换后的部件和程序的复杂度分析
1.搜索所有可能合成的空间；
2.变换后的程序部件的相关性的传播的复杂度；
3.用于每个实例的等式系统。
11 在标记I/木人构造中的程序部件的变换
基于木人构造要求，我们具有以下程序部件变换。
11.1 加法的变换
令是要变换的加法。基本过程是：
1.对输入配置解码以找出x和y二者的输入表达式；
2.通过在中的置换多项式来变换两个操作数并生成新的表达式；
3.用经编码的操作数和作为其条目的其他项来创建矢量；
4.通过中的矩阵来变换该矢量；
5.通过中的多项式和/或中的矩阵来合成对矩阵和两个操作数的解码与对加法运算的编码；
6.向变换z应用置换多项式并将结果保存在矢量中；
7.为加法的消耗者将关于编码的信息保存在最后矢量中。
那些步骤之间的接口是具有指定/不同配置的变量阵列。
11.2 乘法的变换
类似于以上步骤，仅仅用乘法替换加法。
11.3 矢量/阵列的变换
类似于加法步骤，没有加法编码。
11.4 加法、乘法和矢量的变换
通过矩阵变换的选择来统一这三种变换。
13 攻击
对于置换多项式——简化的表示。
命题8。可能的攻击：如果所有置换多项式可以由低次置换多项式表示，则存在（简化）攻击HINT：对在有限域上的低次置换的数量进行计数以表面这些不是这样的攻击。
命题9。可能的攻击：使用值集合来表示多项式和合成以计算概率……。
14 注释
算法的Java代码实现被测试。
15 动态置换变换的概念
在Irdeto/Cloakware中的现有数据变换技术中，置换用于变换运算的操作数。例如，加法运算的操作数u、v和w可以通过线性函数进行变换，其中a和b是常数（必须是作为置换的奇数）。在变换后的代码的计算中，变量与u和v相关，仅因为变换后的运算具有作为新变换后的运算的系数的固定常数，诸如用于加法运算的那些。因此，我们将称这些变换为静态置换变换。注意，在诸如RSA的标准公钥密码系统中使用的数据变换也可以认为是静态置换变换，因为私钥和公钥对在实体使用它们对数据加密或解密时成为固定常数。
相对地，动态置换变换是具有新变量的置换，所述新变量可以引入到变换的计算上下文中。例如，线性函数可以用于变换操作数x。但是在该动态情况中，系数a和b是变量（对变量a有一比特限制）。在该方式，变换后的加法运算将具有三个集合的新变量（在该情况中总共6个）。
静态置换变换被设计为变换每个单独运算的操作数。这些宏变换始终具有小代码大小。尽管动态置换变换可以用作宏变换，但是其注意目标是在用于代码完整性的变量之间引入连接。因此，代码大小可以并且应当比大多数宏变换更大。注意，这些大大小的变换仍然在关于原始大小的多项式时间计算复杂度的边界内。
动态和静态置换变换可以一起工作来以合理的代码大小扩展实现代码混淆和代码保护的级别。
16 动态置换变换
在上的置换多项式可以用作动态置换变换，其中是具有以下条件的变量：是奇数，和是奇数。如在静态数据变换情况中那样，置换逆必须被计算。
除了在 上的一般置换多项式以外，诸如具有幂零系数的那些的特殊动态置换多项式可以减小变换后的代码的大小。计算它们的逆的方程可以被找到，其中所有系数是该动态情况中的变量。诸如幂零属性的系数变量的特殊属性也可以用于互锁。
注意，没有什么会防止动态置换变换中的系数变量具有一些常数变量，只要置换条件被满足即可。它们将促进与现有静态置换变换的合成。
17 动态置换变换和互锁的属性
在动态置换变换中，存在两种系数变量：条件变量，诸如在中的a，和非条件变量，诸如在以上示例中的b。出于代码混淆目的，非条件系数变量可以是来自原始计算上下文的任何变量，或者在任何变换方程中的变量。条件变量是更令人感兴趣的：条件可以与用于代码保护目的的互锁属性进行合成。代码可以被这样保护是因为系数变量的条件确切地是用作作为置换的变换的条件。因此，破坏条件暗示对于运算的操作数的非置换变换，而导致错误计算，这是我们想到其会在篡改出现时发生的方式。
因为动态置换条件由一组变量的属性来表示，所以变得难以从原始代码属性中区分这些属性。也难以从在变换后的代码中的所有变量算出系数变量集合。
除了系数变量的属性以外，方程的正确性的条件也可以与完整性验证属性合成：如果条件被破坏，则其将破坏恒等式！
置换多项式也完全由其根来确定。除了正常系数表示以外，也可以使用根表示格式。特殊的根结构和值属性也可以减小代码大小以用于更高效的计算。注意，在该动态上下文中，根是变量而非固定值。针对根计算过程的正确性的条件也可以与验证属性合成。
在计算逆的过程中的其他动态属性也可以用于与完整性属性合成。例如，用于计算在环上的模数逆的基于牛顿迭代算法的算法仅针对奇数值正确工作，这是个好属性。
17.1 恒等式和动态等式
固有地涉及多个变量的等式具有动态属性：恒等式自身。混合的布尔算术恒等式是那些等式的示例：MBA恒等式的破坏暗示篡改的发生。
在环上的乘法可逆动态多项式还提供一组等式。类似于动态置换多项式，关于系数变量的条件也提供用于与完整性验证属性合成的属性。具有特殊系数变量的多项式提供柔性代码大小的实现。
动态置换变换与MBA恒等式合成。这可以通过变换等式中的变量或者变换等式自身来完成。
17.2 置换T函数
一般而言，来自布尔算术代数系统的任何置换T函数也可以用作动态置换变换。对它们的逆的计算可以通过逐比特计算来实现。一个示例是一般化置换多项式。对它们的逆的计算仍然是高效的计算机程序。
注意：不是所有程序部件都是对于混淆必要的。不是数据变量的变换而是完整性代码仅与变量和运算合成。
18 块数据保护
诸如在类中的数据结构或字段中的成员的块数据变量可以（1）使用动态置换多项式来变换：系数可以是单独数据变量；（2）与每个数据变量的单独静态置换变换合成。
参考文献
D. 2维矢量的变换的示例
这里是关于2维矢量的变换的非常简单的示例。我们假设代码上下文是：
。
第一个步骤是拾取两个置换多项式以变换X和Y：
和
。
下一个步骤是拾取其行列式是乘法可逆多项式
的矩阵：
。
对A的列运算
为我们给出：
然后，对A的行运算
产生
向变换应用该可逆矩阵A，我们具有变换后的矢量，其中：
并且
然后，我们可以通过包括X和Y的任何变量的任何表达式或在代码上下文中的常数来替换x、y和z，以向这些变换后的代码中注入新的相关性。进一步的代码优化取决于所选的表达式可以变得必要。
E. 携带比特值的多项式表示
给定两个数a和b的二进制表示和以及和，用比特值来表示携带比特是令人感兴趣的问题。最近，发展处了方程。
对于，
。
明显地，以上第二项是携带比特值的多项式表示。也可以导出类似的用于乘法的方程。
Claims (9)
1.一种用于保护计算机程序的方法，所述方法包括：
在所述计算机程序中复制在所述计算机程序执行期间要由计算机系统执行的多个操作中的第一操作以创建第一操作拷贝，所述多个操作包括要在所述第一操作之前执行的在先操作和要在所述第一操作之后执行的后续操作；
修改所述计算机程序以在所述在先操作之后以及在所述后续操作之前执行所述第一操作拷贝而非所述第一操作，
其中，执行所述第一操作拷贝的结果与执行所述第一操作的结果是等同的，并且
其中，所述方法还包括：
（a）随机选择一个或多个对，每个对包括操作和对应的操作拷贝，以及修改所述计算机程序以将在操作的结果与操作拷贝的结果之间的差异添加到当所述操作或所述操作拷贝执行时获得的结果；或
（b）将所述操作和所述操作拷贝中一个的结果与所述操作和所述操作拷贝中另一个的结果的逆相乘以获得检查值，以及将所述操作或所述操作拷贝的执行的结果与所述检查值相乘。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
复制在所述计算机程序执行期间要由所述计算机系统执行的多个操作中的每一个以创建对应的操作拷贝；以及
针对所述多个操作中的操作，在使所述计算机程序不被修改以执行所述操作与修改所述计算机程序以执行所述操作拷贝而非所述操作之间进行随机选择。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：
使用不同编码对操作和对应的操作拷贝的每一个进行编码。
4.如权利要求1到3中任意一项所述的方法，其中，多个操作中的每一个被加载到从由以下构成的组中选择的代码区段中：基函数；以及在现有计算机程序中的操作。
5.如权利要求1到3中任意一项所述的方法，还包括：
修改所述计算机程序以对与所述第一操作相关联的值应用多个编码来创建分式。
6.一种用于计算机程序的受保护执行的方法，所述方法包括：
在处理器执行所述计算机程序期间，所述计算机程序包括在所述计算机程序执行期间执行的多个操作，每个操作具有第一拷贝和第二拷贝，在到达所述多个操作的操作应当被执行的执行点时，执行所述操作的第一拷贝或第二拷贝中的预定一个，
其中，执行多个预定的操作的结果与仅执行所述多个操作的第一拷贝的结果是等同的，
其中，所述方法还包括：
（a）将在所述多个操作的第一操作的第一拷贝的结果与所述第一操作的第二拷贝的结果之间的差异添加到当所述第一拷贝或所述第二拷贝执行时获得的结果；或
（b）将所述第一拷贝的执行的结果与所述第二拷贝的结果的逆相乘以获得检查值，以及将所述第一拷贝或所述第二拷贝的执行的结果与所述检查值相乘。
7.如权利要求6所述的方法，其中，每个操作的每个第一拷贝使用与所述操作的对应的第二拷贝不同的编码来编码。
8.如权利要求6到7中任意一项所述的方法，还包括对与所述多个操作的第一操作相关联的值应用多个编码以创建分式。
9.一种用于保护计算机程序的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储指令的计算机可读存储介质，所述指令使得所述处理器执行任何之前权利要求中所记载的方法。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201261618010P | 2012-03-30 | 2012-03-30 | |
| US201261617991P | 2012-03-30 | 2012-03-30 | |
| US61/618010 | 2012-03-30 | ||
| US61/617991 | 2012-03-30 | ||
| PCT/CA2013/000309 WO2013142983A1 (en) | 2012-03-30 | 2013-03-28 | Securing accessible systems using cross-linking |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104662549A CN104662549A (zh) | 2015-05-27 |
| CN104662549B true CN104662549B (zh) | 2019-02-19 |
Family
ID=49258006
Family Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201380028121.0A Active CN104335218B (zh) | 2012-03-30 | 2013-03-28 | 使用基函数编码来保护可访问的系统 |
| CN201380028192.0A Active CN104335219B (zh) | 2012-03-30 | 2013-03-28 | 使用变量相关编码来保护可访问的系统 |
| CN201380028117.4A Active CN104662549B (zh) | 2012-03-30 | 2013-03-28 | 使用交叉链接来保护可访问的系统 |
| CN201380027995.4A Active CN104981813B (zh) | 2012-03-30 | 2013-03-28 | 使用动态数据识别编码来保护可访问的系统 |
Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201380028121.0A Active CN104335218B (zh) | 2012-03-30 | 2013-03-28 | 使用基函数编码来保护可访问的系统 |
| CN201380028192.0A Active CN104335219B (zh) | 2012-03-30 | 2013-03-28 | 使用变量相关编码来保护可访问的系统 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201380027995.4A Active CN104981813B (zh) | 2012-03-30 | 2013-03-28 | 使用动态数据识别编码来保护可访问的系统 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (4) | US20150067874A1 (zh) |
| EP (4) | EP2831791B1 (zh) |
| CN (4) | CN104335218B (zh) |
| WO (4) | WO2013142981A1 (zh) |
Families Citing this family (100)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3015726B1 (fr) * | 2013-12-24 | 2016-01-08 | Morpho | Procede de traitement comparatif securise |
| EP2913772A1 (de) * | 2014-02-28 | 2015-09-02 | Wibu-Systems AG | Verfahren und Computersystem zum Schutz eines Computerprogramms gegen Beeinflussung |
| EP3127028A1 (en) | 2014-03-31 | 2017-02-08 | Irdeto B.V. | Protecting an item of software |
| US10546155B2 (en) * | 2014-03-31 | 2020-01-28 | Irdeto B.V. | Protecting an item of software |
| JP6260442B2 (ja) * | 2014-05-02 | 2018-01-17 | 富士通株式会社 | 情報処理方法及びプログラム |
| WO2015178896A1 (en) * | 2014-05-20 | 2015-11-26 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Point-wise protection of application using runtime agent and dynamic security analysis |
| US20170185784A1 (en) * | 2014-05-20 | 2017-06-29 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Point-wise protection of application using runtime agent |
| US9646160B2 (en) * | 2014-09-08 | 2017-05-09 | Arm Limited | Apparatus and method for providing resilience to attacks on reset of the apparatus |
| US10657262B1 (en) * | 2014-09-28 | 2020-05-19 | Red Balloon Security, Inc. | Method and apparatus for securing embedded device firmware |
| BR112017006236A2 (pt) | 2014-09-30 | 2017-12-12 | Koninklijke Philips Nv | dispositivo de cálculo eletrônico, dispositivo de codificação de anel, dispositivo de cálculo de tabela, método de cálculo eletrônico, programa de computador, e, mídia legível por computador |
| DE102014016548A1 (de) * | 2014-11-10 | 2016-05-12 | Giesecke & Devrient Gmbh | Verfahren zum Testen und zum Härten von Softwareapplikationen |
| CN107004072A (zh) | 2014-12-12 | 2017-08-01 | 皇家飞利浦有限公司 | 电子生成设备 |
| US20160182472A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-23 | Nxp, B.V. | Binding White-Box Implementation To Reduced Secure Element |
| US10262161B1 (en) * | 2014-12-22 | 2019-04-16 | Amazon Technologies, Inc. | Secure execution and transformation techniques for computing executables |
| CN107005403A (zh) * | 2014-12-22 | 2017-08-01 | 皇家飞利浦有限公司 | 电子计算设备 |
| US10868665B1 (en) | 2015-05-18 | 2020-12-15 | Amazon Technologies, Inc. | Mitigating timing side-channel attacks by obscuring accesses to sensitive data |
| US10311229B1 (en) | 2015-05-18 | 2019-06-04 | Amazon Technologies, Inc. | Mitigating timing side-channel attacks by obscuring alternatives in code |
| US10437525B2 (en) * | 2015-05-27 | 2019-10-08 | California Institute Of Technology | Communication efficient secret sharing |
| FR3039733B1 (fr) * | 2015-07-29 | 2017-09-01 | Sagemcom Broadband Sas | Dispositif et procede pour modifier un flux de donnees multimedia chiffrees |
| US9942038B2 (en) * | 2015-11-04 | 2018-04-10 | Nxp B.V. | Modular exponentiation using randomized addition chains |
| FR3047373B1 (fr) * | 2016-01-28 | 2018-01-05 | Morpho | Procede de calcul securise multipartite protege contre une partie malveillante |
| EP3217307B1 (en) * | 2016-02-22 | 2018-11-07 | Eshard | Method of testing the resistance of a circuit to a side channel analysis of second order or more |
| EP3208968A1 (en) | 2016-02-22 | 2017-08-23 | HOB GmbH & Co. KG | Computer implemented method for generating a random seed with high entropy |
| JP7031580B2 (ja) * | 2016-05-23 | 2022-03-08 | ソニーグループ株式会社 | 暗号化装置、暗号化方法、復号化装置、及び復号化方法 |
| JP2017211842A (ja) * | 2016-05-25 | 2017-11-30 | 富士通株式会社 | 情報処理装置、コンパイル管理方法、およびコンパイルプログラム |
| RU2621181C1 (ru) * | 2016-06-02 | 2017-05-31 | Олег Станиславович Когновицкий | Способ цикловой синхронизации с динамической адресацией получателя |
| US10201026B1 (en) | 2016-06-30 | 2019-02-05 | Acacia Communications, Inc. | Forward error correction systems and methods |
| US10243937B2 (en) * | 2016-07-08 | 2019-03-26 | Nxp B.V. | Equality check implemented with secret sharing |
| CN107623568B (zh) * | 2016-07-15 | 2022-09-06 | 青岛博文广成信息安全技术有限公司 | 基于依赖密钥的s盒的sm4白盒实现方法 |
| US10771235B2 (en) * | 2016-09-01 | 2020-09-08 | Cryptography Research Inc. | Protecting block cipher computation operations from external monitoring attacks |
| US20180130108A1 (en) | 2016-11-09 | 2018-05-10 | Morphotrust Usa, Llc | Embedding security information in an image |
| KR102594656B1 (ko) | 2016-11-25 | 2023-10-26 | 삼성전자주식회사 | 보안 프로세서, 이를 포함하는 어플리케이션 프로세서 및 보안 프로세서의 동작 방법 |
| CN106778101B (zh) * | 2016-12-08 | 2019-05-14 | 合肥康捷信息科技有限公司 | 一种基于控制流和外形混淆的Python代码混淆方法 |
| CA3047009A1 (en) | 2016-12-15 | 2018-06-21 | Irdeto B.V. | Software integrity verification |
| WO2018126187A1 (en) | 2016-12-30 | 2018-07-05 | Jones Robert L | Embedded variable line patterns |
| US11615285B2 (en) | 2017-01-06 | 2023-03-28 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | Generating and identifying functional subnetworks within structural networks |
| GB201703864D0 (en) | 2017-03-10 | 2017-04-26 | Irdeto Bv | Secured system operation |
| US10579495B2 (en) | 2017-05-18 | 2020-03-03 | California Institute Of Technology | Systems and methods for transmitting data using encoder cooperation in the presence of state information |
| US10902098B2 (en) * | 2017-07-11 | 2021-01-26 | Northwestern University | Logic encryption for integrated circuit protection |
| US10521585B2 (en) * | 2017-10-02 | 2019-12-31 | Baidu Usa Llc | Method and apparatus for detecting side-channel attack |
| WO2019079890A1 (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Quantropi Inc. | METHODS AND SYSTEMS FOR SECURE DATA COMMUNICATION |
| US11323247B2 (en) | 2017-10-27 | 2022-05-03 | Quantropi Inc. | Methods and systems for secure data communication |
| CN108009429B (zh) * | 2017-12-11 | 2021-09-03 | 北京奇虎科技有限公司 | 一种补丁函数生成方法及装置 |
| CN111801670A (zh) * | 2017-12-18 | 2020-10-20 | 中佛罗里达大学研究基金会有限公司 | 操作在公共计算机上加密数据的代码的安全执行技术 |
| CN109995518A (zh) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | 密码生成方法和装置 |
| FR3078463A1 (fr) * | 2018-02-26 | 2019-08-30 | Stmicroelectronics (Rousset) Sas | Procede et dispositif de realisation d'operations en table de substitution |
| US11218291B2 (en) * | 2018-02-26 | 2022-01-04 | Stmicroelectronics (Rousset) Sas | Method and circuit for performing a substitution operation |
| FR3078464A1 (fr) * | 2018-02-26 | 2019-08-30 | Stmicroelectronics (Rousset) Sas | Procede et circuit de mise en oeuvre d'une table de substitution |
| JP7000928B2 (ja) * | 2018-03-09 | 2022-01-19 | 株式会社リコー | 情報処理装置、画像形成装置、画像処理システム、画像処理方法、及びプログラム |
| AU2019234710B2 (en) * | 2018-03-12 | 2021-09-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Secret table reference system, method, secret calculation apparatus and program |
| CN108509774B (zh) * | 2018-04-09 | 2020-08-11 | 北京顶象技术有限公司 | 一种数据处理方法、装置、电子设备及存储介质 |
| US11032061B2 (en) * | 2018-04-27 | 2021-06-08 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Enabling constant plaintext space in bootstrapping in fully homomorphic encryption |
| US10797868B2 (en) | 2018-05-31 | 2020-10-06 | Irdeto B.V. | Shared secret establishment |
| GB2574261B (en) * | 2018-06-01 | 2020-06-03 | Advanced Risc Mach Ltd | Efficient unified hardware implementation of multiple ciphers |
| US11893471B2 (en) | 2018-06-11 | 2024-02-06 | Inait Sa | Encoding and decoding information and artificial neural networks |
| US11663478B2 (en) | 2018-06-11 | 2023-05-30 | Inait Sa | Characterizing activity in a recurrent artificial neural network |
| EP3591550A1 (en) * | 2018-07-06 | 2020-01-08 | Koninklijke Philips N.V. | A compiler device with masking function |
| US10505676B1 (en) * | 2018-08-10 | 2019-12-10 | Acacia Communications, Inc. | System, method, and apparatus for interleaving data |
| US10545850B1 (en) | 2018-10-18 | 2020-01-28 | Denso International America, Inc. | System and methods for parallel execution and comparison of related processes for fault protection |
| CN109614149B (zh) * | 2018-11-06 | 2020-10-02 | 海南大学 | 对称矩阵的上三角部分存储装置和并行读取方法 |
| CN109614582B (zh) * | 2018-11-06 | 2020-08-11 | 海南大学 | 自共轭矩阵的下三角部分存储装置和并行读取方法 |
| US11764940B2 (en) | 2019-01-10 | 2023-09-19 | Duality Technologies, Inc. | Secure search of secret data in a semi-trusted environment using homomorphic encryption |
| CN111459788A (zh) * | 2019-01-18 | 2020-07-28 | 南京大学 | 一种基于支持向量机的测试程序抄袭检测方法 |
| US11403372B2 (en) * | 2019-01-29 | 2022-08-02 | Irdeto Canada Corporation | Systems, methods, and storage media for obfuscating a computer program by representing the control flow of the computer program as data |
| CN109640299B (zh) * | 2019-01-31 | 2021-09-21 | 浙江工商大学 | 一种保证m2m通信完整及故障容错的聚合方法及系统 |
| JP7287743B2 (ja) | 2019-02-26 | 2023-06-06 | インテル・コーポレーション | コンパイラのためのワークロード指向定数伝播 |
| JP7233265B2 (ja) * | 2019-03-15 | 2023-03-06 | 三菱電機株式会社 | 署名装置、検証装置、署名方法、検証方法、署名プログラム及び検証プログラム |
| US11652603B2 (en) | 2019-03-18 | 2023-05-16 | Inait Sa | Homomorphic encryption |
| US11569978B2 (en) * | 2019-03-18 | 2023-01-31 | Inait Sa | Encrypting and decrypting information |
| JP7107432B2 (ja) * | 2019-03-28 | 2022-07-27 | 日本電気株式会社 | 分析システム、方法およびプログラム |
| US10764029B1 (en) * | 2019-04-02 | 2020-09-01 | Carey Patrick Atkins | Asymmetric Encryption Algorithm |
| US11654635B2 (en) | 2019-04-18 | 2023-05-23 | The Research Foundation For Suny | Enhanced non-destructive testing in directed energy material processing |
| CN110196819B (zh) * | 2019-06-03 | 2021-08-24 | 海光信息技术股份有限公司 | 内存访问方法与硬件 |
| US11314996B1 (en) | 2019-06-04 | 2022-04-26 | Idemia Identity & Security USA LLC | Embedded line patterns using square-wave linecode |
| CN112068799B (zh) * | 2019-06-11 | 2022-08-02 | 云南大学 | 一种最优带符号二进制快速计算方法以及椭圆曲线标量乘法 |
| US11323255B2 (en) * | 2019-08-01 | 2022-05-03 | X-Logos, LLC | Methods and systems for encryption and homomorphic encryption systems using Geometric Algebra and Hensel codes |
| US20220346109A1 (en) * | 2019-08-15 | 2022-10-27 | Qualcomm Incorporated | New radio in-device coexistence in wideband system |
| US11263316B2 (en) | 2019-08-20 | 2022-03-01 | Irdeto B.V. | Securing software routines |
| CN110609831B (zh) * | 2019-08-27 | 2020-07-03 | 浙江工商大学 | 基于隐私保护和安全多方计算的数据链接方法 |
| US11086714B2 (en) * | 2019-09-20 | 2021-08-10 | Intel Corporation | Permutation of bit locations to reduce recurrence of bit error patterns in a memory device |
| US11509460B2 (en) * | 2019-10-02 | 2022-11-22 | Samsung Sds Co.. Ltd. | Apparatus and method for performing matrix multiplication operation being secure against side channel attack |
| US11816553B2 (en) | 2019-12-11 | 2023-11-14 | Inait Sa | Output from a recurrent neural network |
| US11580401B2 (en) | 2019-12-11 | 2023-02-14 | Inait Sa | Distance metrics and clustering in recurrent neural networks |
| US11797827B2 (en) | 2019-12-11 | 2023-10-24 | Inait Sa | Input into a neural network |
| US11651210B2 (en) | 2019-12-11 | 2023-05-16 | Inait Sa | Interpreting and improving the processing results of recurrent neural networks |
| US11204985B2 (en) * | 2020-03-31 | 2021-12-21 | Irdeto Canada Corporation | Systems, methods, and storage media for creating secured computer code having entangled transformations |
| US11552789B2 (en) * | 2020-05-27 | 2023-01-10 | Volodymyr Vasiliovich Khylenko | System for an encoded information transmission |
| CN111881462A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-11-03 | 张睿 | 一种商用密码应用加密有效性的在线分析技术 |
| US11764943B2 (en) | 2020-08-10 | 2023-09-19 | Algemetric, Inc. | Methods and systems for somewhat homomorphic encryption and key updates based on geometric algebra for distributed ledger/blockchain technology |
| TW202215237A (zh) * | 2020-09-02 | 2022-04-16 | 美商賽發馥股份有限公司 | 向量運算記憶體保護 |
| WO2022061184A2 (en) | 2020-09-17 | 2022-03-24 | X-Logos, LLC | Methods and systems for encrypting rational numbers and adding randomness to rsa cryptosystems using p-adic numbers |
| US11502819B2 (en) * | 2021-01-21 | 2022-11-15 | Nxp B.V. | Efficient masked polynomial comparison |
| CN112861331B (zh) * | 2021-01-28 | 2022-02-25 | 西南石油大学 | 一种快速构建油气藏数值模拟器系数矩阵的方法 |
| CN112989421A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-06-18 | 支付宝(杭州)信息技术有限公司 | 一种安全选择问题处理方法和系统 |
| CN112863132B (zh) * | 2021-04-23 | 2021-07-13 | 成都中轨轨道设备有限公司 | 一种自然灾害预警系统及预警方法 |
| IT202100012488A1 (it) * | 2021-05-14 | 2022-11-14 | Torino Politecnico | Metodo di configurazione di reti neurali e metodo di elaborazione di file binari |
| US11930074B2 (en) * | 2021-10-26 | 2024-03-12 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Content distribution over a network |
| US20230134216A1 (en) * | 2021-11-03 | 2023-05-04 | Arris Enterprises Llc | White-box processing for encoding with large integer values |
| CN114091624B (zh) * | 2022-01-18 | 2022-04-26 | 蓝象智联(杭州)科技有限公司 | 一种无第三方的联邦梯度提升决策树模型训练方法 |
| CN116436473B (zh) * | 2023-06-09 | 2023-10-03 | 电子科技大学 | 一种基于校验矩阵的规则f-ldpc码参数盲识别方法 |
Family Cites Families (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2009572A (en) * | 1935-03-21 | 1935-07-30 | Joseph H Dunn | Rotary photograph printing machine |
| US5095525A (en) * | 1989-06-26 | 1992-03-10 | Rockwell International Corporation | Memory transformation apparatus and method |
| US5081675A (en) * | 1989-11-13 | 1992-01-14 | Kitti Kittirutsunetorn | System for protection of software in memory against unauthorized use |
| US6088452A (en) | 1996-03-07 | 2000-07-11 | Northern Telecom Limited | Encoding technique for software and hardware |
| US5974549A (en) * | 1997-03-27 | 1999-10-26 | Soliton Ltd. | Security monitor |
| US6192475B1 (en) | 1997-03-31 | 2001-02-20 | David R. Wallace | System and method for cloaking software |
| EP0988591A1 (en) * | 1997-06-09 | 2000-03-29 | Intertrust, Incorporated | Obfuscation techniques for enhancing software security |
| US6594761B1 (en) * | 1999-06-09 | 2003-07-15 | Cloakware Corporation | Tamper resistant software encoding |
| US7430670B1 (en) | 1999-07-29 | 2008-09-30 | Intertrust Technologies Corp. | Software self-defense systems and methods |
| US6779114B1 (en) * | 1999-08-19 | 2004-08-17 | Cloakware Corporation | Tamper resistant software-control flow encoding |
| CA2305078A1 (en) | 2000-04-12 | 2001-10-12 | Cloakware Corporation | Tamper resistant software - mass data encoding |
| US6983365B1 (en) * | 2000-05-05 | 2006-01-03 | Microsoft Corporation | Encryption systems and methods for identifying and coalescing identical objects encrypted with different keys |
| FR2811093A1 (fr) * | 2000-06-30 | 2002-01-04 | St Microelectronics Sa | Dispositif et procede d'evaluation d'algorithmes |
| JP2002049310A (ja) * | 2000-08-04 | 2002-02-15 | Toshiba Corp | 暗復号装置、認証装置及び記憶媒体 |
| US20020092003A1 (en) * | 2000-11-29 | 2002-07-11 | Brad Calder | Method and process for the rewriting of binaries to intercept system calls in a secure execution environment |
| CA2327911A1 (en) * | 2000-12-08 | 2002-06-08 | Cloakware Corporation | Obscuring functions in computer software |
| GB2371125A (en) * | 2001-01-13 | 2002-07-17 | Secr Defence | Computer protection system |
| CA2348355A1 (en) | 2001-05-24 | 2002-11-24 | Cloakware Corporation | General scheme of using encodings in computations |
| CA2363795A1 (en) | 2001-11-26 | 2003-05-26 | Cloakware Corporation | Computer system protection by communication diversity |
| CA2369304A1 (en) | 2002-01-30 | 2003-07-30 | Cloakware Corporation | A protocol to hide cryptographic private keys |
| JP2003312286A (ja) | 2002-04-23 | 2003-11-06 | Toyoda Mach Works Ltd | 車輪駆動力配分制御システム |
| US7366914B2 (en) | 2003-08-29 | 2008-04-29 | Intel Corporation | Source code transformation based on program operators |
| KR100506203B1 (ko) * | 2003-09-17 | 2005-08-05 | 삼성전자주식회사 | 부팅 및 부트 코드 업데이트 방법 및 시스템 |
| US7966499B2 (en) | 2004-01-28 | 2011-06-21 | Irdeto Canada Corporation | System and method for obscuring bit-wise and two's complement integer computations in software |
| US7512936B2 (en) | 2004-12-17 | 2009-03-31 | Sap Aktiengesellschaft | Code diversification |
| ATE454673T1 (de) | 2004-12-22 | 2010-01-15 | Ericsson Telefon Ab L M | Wasserzeichenmarkierung eines computerprogrammcodes mittels äquivalenter mathematischer ausdrücke |
| GB2435531A (en) * | 2006-02-27 | 2007-08-29 | Sharp Kk | Control Flow Protection Mechanism |
| US8479018B2 (en) * | 2006-04-28 | 2013-07-02 | Panasonic Corporation | System for making program difficult to read, device for making program difficult to read, and method for making program difficult to read |
| US20080016339A1 (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Jayant Shukla | Application Sandbox to Detect, Remove, and Prevent Malware |
| ATE438151T1 (de) * | 2006-12-21 | 2009-08-15 | Ericsson Telefon Ab L M | Verschleierung von computerprogrammcodes |
| EP1947584B1 (en) | 2006-12-21 | 2009-05-27 | Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) | Obfuscating computer program code |
| US8752032B2 (en) | 2007-02-23 | 2014-06-10 | Irdeto Canada Corporation | System and method of interlocking to protect software-mediated program and device behaviours |
| WO2008101340A1 (en) * | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Cloakware Corporation | System and method for interlocking to protect software-mediated program and device behaviours |
| US8245209B2 (en) * | 2007-05-29 | 2012-08-14 | International Business Machines Corporation | Detecting dangling pointers and memory leaks within software |
| ATE456837T1 (de) * | 2007-06-29 | 2010-02-15 | Ericsson Telefon Ab L M | Verschleierung von ausführungsspuren eines computerprogrammcodes |
| EP2240857A4 (en) | 2007-12-21 | 2013-12-25 | Univ Virginia Patent Found | SYSTEM, METHOD AND COMPUTER PROGRAM FOR PROTECTING SOFTWARE THROUGH ANTI-FALSIFICATION AND OBSCURING TRANSFORMATIONS |
| US8271424B2 (en) * | 2008-05-15 | 2012-09-18 | International Business Machines Corporation | Privacy and confidentiality preserving reporting of URLs |
| US8312249B1 (en) * | 2008-10-10 | 2012-11-13 | Apple Inc. | Dynamic trampoline and structured code generation in a signed code environment |
| US8874928B2 (en) * | 2008-10-31 | 2014-10-28 | Apple Inc. | System and method for obfuscating constants in a computer program |
| JP5322620B2 (ja) | 2008-12-18 | 2013-10-23 | 株式会社東芝 | 情報処理装置、プログラム開発システム、プログラム検証方法及びプログラム |
| CN101477610B (zh) * | 2008-12-25 | 2011-05-18 | 中国人民解放军信息工程大学 | 源码和目标码联合嵌入的软件水印方法 |
| FR2950721B1 (fr) * | 2009-09-29 | 2011-09-30 | Thales Sa | Procede d'execution d'un algorithme de protection d'un dispositif electronique par masquage affine et dispositif associe |
| US20110167407A1 (en) * | 2010-01-06 | 2011-07-07 | Apple Inc. | System and method for software data reference obfuscation |
-
2013
- 2013-03-28 CN CN201380028121.0A patent/CN104335218B/zh active Active
- 2013-03-28 US US14/388,746 patent/US20150067874A1/en not_active Abandoned
- 2013-03-28 CN CN201380028192.0A patent/CN104335219B/zh active Active
- 2013-03-28 US US14/388,743 patent/US9698973B2/en active Active
- 2013-03-28 CN CN201380028117.4A patent/CN104662549B/zh active Active
- 2013-03-28 EP EP13767519.5A patent/EP2831791B1/en active Active
- 2013-03-28 US US14/389,358 patent/US9906360B2/en active Active
- 2013-03-28 EP EP13768730.7A patent/EP2831795B1/en active Active
- 2013-03-28 WO PCT/CA2013/000305 patent/WO2013142981A1/en active Application Filing
- 2013-03-28 WO PCT/CA2013/000304 patent/WO2013142980A1/en active Application Filing
- 2013-03-28 WO PCT/CA2013/000303 patent/WO2013142979A1/en active Application Filing
- 2013-03-28 CN CN201380027995.4A patent/CN104981813B/zh active Active
- 2013-03-28 WO PCT/CA2013/000309 patent/WO2013142983A1/en active Application Filing
- 2013-03-28 EP EP13767371.1A patent/EP2831794B1/en active Active
- 2013-03-28 EP EP13768955.0A patent/EP2831797B1/en active Active
- 2013-03-28 US US14/389,361 patent/US9965623B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2831794B1 (en) | 2021-11-10 |
| CN104335219A (zh) | 2015-02-04 |
| EP2831794A1 (en) | 2015-02-04 |
| WO2013142980A1 (en) | 2013-10-03 |
| EP2831797A1 (en) | 2015-02-04 |
| US9698973B2 (en) | 2017-07-04 |
| CN104662549A (zh) | 2015-05-27 |
| CN104335218B (zh) | 2017-08-11 |
| CN104335218A (zh) | 2015-02-04 |
| EP2831795A4 (en) | 2015-11-25 |
| EP2831797B1 (en) | 2018-05-02 |
| EP2831795A1 (en) | 2015-02-04 |
| CN104981813A (zh) | 2015-10-14 |
| CN104981813B (zh) | 2018-08-07 |
| US9965623B2 (en) | 2018-05-08 |
| EP2831797A4 (en) | 2015-11-11 |
| EP2831794A4 (en) | 2016-03-09 |
| EP2831791A1 (en) | 2015-02-04 |
| US20150067874A1 (en) | 2015-03-05 |
| EP2831795B1 (en) | 2019-01-09 |
| EP2831791A4 (en) | 2015-11-25 |
| WO2013142981A1 (en) | 2013-10-03 |
| US20150082425A1 (en) | 2015-03-19 |
| US20150067875A1 (en) | 2015-03-05 |
| WO2013142979A1 (en) | 2013-10-03 |
| WO2013142983A1 (en) | 2013-10-03 |
| US20150326389A1 (en) | 2015-11-12 |
| EP2831791B1 (en) | 2020-10-21 |
| US9906360B2 (en) | 2018-02-27 |
| CN104335219B (zh) | 2018-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104662549B (zh) | 使用交叉链接来保护可访问的系统 | |
| CA2678951C (en) | System and method of interlocking to protect software-mediated program and device behaviours | |
| CN104919750B (zh) | 计算关于函数‑输入值的数据函数的计算设备和方法 | |
| Manikyam | Program protection using software based hardware abstraction | |
| US10331896B2 (en) | Method of protecting secret data when used in a cryptographic algorithm | |
| Bauer et al. | Attacks against white-box ECDSA and discussion of countermeasures: A report on the WhibOx contest 2021 | |
| Sasirekha et al. | An enhanced code encryption approach with HNT transformations for software security | |
| Plasmans | White-box cryptography for digital content protection | |
| Mazonka et al. | Practical data-in-use protection using binary decision diagrams | |
| Lin | Software Obfuscation with Symmetric Cryptography | |
| De Mulder et al. | Perturbated Functions: a new approach to Obfuscation and Diversity |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: IRDETO B. V. Free format text: FORMER OWNER: IRDETO CANADA CORP. Effective date: 20150601 |
|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20150601 Address after: Holland Hoofddorp Applicant after: Ai Dide Technology Co., Ltd. Address before: Ontario, Canada Applicant before: Irdeto Canada Corp |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |