CN1606027A - 利用指纹进行软件版权保护的方法及其应用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用指纹进行软件版权保护的方法及其应用装置。在本发明中利用软件加密开发包，将被保护软件分割成两部分：一部分是交给用户的不完整的安装程P1，另一部分是放在软件厂商端服务器上的被保护软件的核心——关键代码和数据。用户安装被保护软件时，须与软件厂商联网，输入指纹特征，经校验合法后方能安装使用被保护软件。由于本发明将具有唯一特征的指纹作为鉴定软件使用者合法身份的标志，从根本上防止了软件被盗用。本发明的装置包括用户端的电脑/PC机、通过USB口/并口与PC机连接的指纹采集仪、联网装置、设在软件厂商端的认证服务器和安装在认证服务器上的软件加密开发包模块。

Description

利用指纹进行软件版权保护的方法及其应用装置

技术领域

本发明涉及计算机软件保护，尤其是指一种利用人体生物特征---合法用户指纹特征来进行软件加密保护的方法及其应用装置。

背景技术

盗版是软件业发展和知识创新的最大障碍，对计算机软件进行加密处理是防止非法盗用的有效方法。目前，软件厂商用于对付盗版的加密方法主要分为两大类：软件加密和硬件加密。

软件加密一般是采用序列号和联网注册激活等方法对被保护软件进行加密保护，其优点是成本低，但其核心还是依赖密码进行合法性判断，因此，很容易被破解。硬件加密技术需要一定的硬件成本，但其保护强度高，难于破解。目前，比较先进的硬件加密技术以智能卡技术为核心，把应用软件的关键代码和数据移植到硬件中保护起来，市场上出现的硬件加密狗就是采用硬件加密的一个例子。在需要使用时，应用软件可以通过功能调用引擎来获得硬件中的关键代码和数据并返回结果。为了防止解密者用示波器，逻辑分析仪等工具解密，在加密硬件和PC通讯的时候还采用了随机信号掩藏通讯过程。虽然这种硬件加密技术具有一定的加密强度，但是仍存在以下缺陷：

1.仍然存在被解密的可能性；

2.每个硬件狗只能保护特定的一套软件，如果用户使用软件很多，将会需要很多的硬件加密狗，这样用户使用很麻烦；

3.加密硬件无法用于身份认证；

4.版权保护的不是合法所有者本人，而是合法的物一加密狗，因此，软件合法使用者的加密狗被盗或加密狗损坏，合法使用者的利益就被根本破坏；

5.成本比较高。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术中存在的问题，提出一种利用指纹进行软件版权保护的方法。

本发明的另一目的是提出一种应用上述方法对软件版权保护的装置。

本发明提出的利用指纹进行软件版权保护的方法是通过采集合法用户的指纹特征加密制钥，并用该特征作为鉴定软件使用者合法身份的标志，达到保护软件版权的目的，该方法包括下列步骤：

A、发布

软件商利用软件加密开发包，将被保护软件分割成两部分：a安装程P1和识别程序P2；b关键代码和数据；

在软件商的认证服务器中存储被保护软件的关键代码和数据，同时，创建用户的ID和初始授权序列号；

给用户配置初始授权序列号、指纹采集仪、带有安装程序P1和识别程序P2的光碟/软盘；

B、注册

用户安装被保护软件时，先将用户端PC机与软件商的认证服务器联网，输入用户的ID、授权序列号，安装程序将用户ID号、初始授权序列号以及指纹采集仪序列号加密传输给认证服务器，同时将这些信息加密存储在用户端PC机上的识别程序P2中；

C、采集

所述认证服务器确认用户的ID和授权序列号正确后，安装程序P1通过指纹采集仪采集用户指纹特征，并将采集到的指纹特征发送到所述的认证服务器上，同时加密存储在用户端PC机上的识别程序P2中；

D、制钥

所述的认证服务器将接收到的指纹特征后，软件加密包模块中的加密程序将采集到的指纹特征与被保护软件的关键代码和数据压缩加密制成密钥K，并将密钥K发回给用户；

E、安装

用户端的安装程序P1收到的密钥K后，完成被保护软件程序的安装；

F、运行

完成被保护软件的安装后，可根据需要采用不同的方式运行被保护软件。

在本发明的一个实施例中，用户运行被保护软件时，识别程序P2先通过指纹采集仪采集用户指纹，并将采集到的指纹特征与所述密钥K中的指纹特征进行比较，当采集的指纹特征与密钥K中的指纹特征一致时，可运行被保护软件；不一致时，系统中断。

本发明提出的应用上述方法对软件版权保护的装置包括，设置在用户端的电脑/PC机、通过USB口或并口与PC机连接的指纹采集仪、联网装置、设在软件厂商端的认证服务器和安装在认证服务器上的软件加密开发包，其中：所述的指纹采集仪安装有指纹图象特征处理模块，所述的PC机安装有指纹识别模块、软件安装模块和软件运行模块，所述的软件加密开发模块由一个发布程序和一个加密程序组成，所述的指纹采集仪、PC机、联网装置、指纹认证服务器和软件加密开发包模块可执行下列步骤：

A、发布

软件商利用软件加密开发包，将被保护软件分割成两部分：a安装程P1和识别程序P2；b关键代码和数据；

在软件商的认证服务器中存储被保护软件的关键代码和数据，同时，创建用户的ID和初始授权序列号；

给用户配置授权序列号、指纹采集仪、带有安装程序P1和识别程序P2的光碟/软盘；

B、注册

用户安装被保护软件时，先将用户端PC机与软件商的认证服务器联网，输入用户的ID、初始授权序列号，安装程序将用户ID号、初始授权序列号以及指纹采集仪序列号加密传输给认证服务器，并将这些信息加密存储在用户端PC机上的识别程序P2中；

C、采集

所述认证服务器确认用户的ID和授权序列号正确后，安装程序P1通过指纹采集仪采集用户指纹特征，并将采集到的指纹特征发送到所述的认证服务器上，同时加密存储在用户端PC机上的识别程序P2中；

D、制钥

所述的认证服务器接收到的指纹特征后，软件加密包模块中的加密程序将采集到的指纹特征与被保护软件的关键代码和数据压缩加密制成密钥K，并将密钥K发回给用户；

E、安装

用户端的安装程序P1收到的密钥K后，完成被保护软件程序的安装；

F、运行

用户运行被保护软件时，识别程序P2先通过指纹采集仪采集用户指纹，并将采集到的指纹特征与存储在用户端的指纹特征进行比较，当采集的指纹特征与密钥K中的指纹特征一致时，可运行被保护软件；不一致时，系统中断。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、抗解密程度高。由于软件厂商给用户的安装程序是不完整的程序，用户只有联网通过指纹加密才能完成软件系统的安装。软件的关键一段代码在服务器上，用户得不到，因此抗解密程度高。

2、防盗效果好。软件盗版的一个主要途径是合法者盗版，即用户购买一套软件，然后再大量分发使用，实施大量盗版。本发明中采用了两种方法有效地杜绝了这种盗版：一是每次安装必须采集指纹，如盗版者频繁使用自己的指纹去给客户安装软件，必须要亲自上门给客户安装，首先地域的限制，将使这种盗版不可能大量完成；而且指纹不可抵赖，盗版者会留下盗版的法律证据，因为指纹认证服务器会清晰地记录用户重复安装的次数，当重复安装次数超出合理的数目时，系统会自动提示软件厂商，因此用户盗版的事实很快就会被察觉；二是本发明在每次使用软件时要验证指纹，这虽然增加了用户成本和使用复杂程度，但防盗版效果进一步提高。

3、破解几率低。本发明在关键文件(如DLL、EXE文件)中引入数字签名技术和网络侦测技术(当用户计算机网络联通时，运行的软件的核心代码部分联络指纹认证服务器)，对文件进行是否被篡改的判断，一但发现被篡改，系统启动相应的保护机制。

4、综合成本比加密锁低。加密锁要求用户每个软件都购买加密锁，成本很高。本发明中，指纹采集仪是一个通用标准设备，用户无论购买多少个软件，这些软件可以来自不同的软件厂商，都只需要一个指纹采集仪，就可完成合法用户的判断。

5、实现了软件按服务收费的理念。

6、用户所用的指纹采集仪可以与数字证书技术结合构造，符合电子商务需要的身份认证系统。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明，其中：

图1是本发明保护方法的工作流程图；

图2是本发明被保护软件安装流程示意图；

图3是本发明被保护软件运行流程示意图；

图4是本发明应用装置的方框图。

具体实施方式

图1、图2、图3是本发明保护方法的工作流程图，该工作过程主要包括软件厂商的软件发布流程、用户端的软件安装流程、软件运行流程，具体如下：

一、软件厂商的软件发布流程

图1是本发明软件厂商的软件发布流程示意图。发布流程主要完成下面工作：

1软件商利用软件加密开发包，将被保护软件分割成两部分：a安装程P1和识别程序P2；b关键代码和数据；

在软件商的认证服务器中存储被保护软件的关键代码和数据，同时，创建用户的ID和初始授权序列号；

2软件厂商将软件的安装程序P1和识别程序P2制作成光碟/光盘，或放在网站上供用户下载；

3软件厂商可以预先在指纹认证服务器中创建用户ID和初始安装授权序列码，并将该信息以密封卡、光碟或文件的方式提供给软件零售客户。

二、软件安装流程

图2是本发明被保护软件安装流程示意图。用户付款购买软件后，用户获得软件的安装程序P1、识别程序P2、用户ID、初始安装授权序列号和一个指纹采集仪，用户也可以单独从电脑市场购买指纹采集仪。

软件安装流程由注册、采集、制钥和安装四个步骤组成，如图2方框图所示。

1.注册：用户安装被保护程序的时候，必须与软件厂商的认证服务器联网，首先输入用户ID和初始安装授权序列号，同时将这些信息存储在用户端PC机上。安装程序P1还可把指纹采集仪的硬件唯一序列号也传送给服务器。

2.采集：认证服务器确认ID和初始安装授权序列号正确后，安装程序P1要求用户登记指纹，以登记软件的合法使用者身份信息。登记在服务器上的用户指纹信息并非指纹图象，而是从原始指纹图象提取的指纹特征模板，指纹特征模板是无法还原成指纹图象的，因此登记用户指纹信息并不侵犯用户的隐私。

3.制钥：完成用户指纹的登记后，安装在认证服务器上的软件加密开发包模块中的加密程序把被保护软件的关键代码、数据以及指纹信息或指纹采集仪的硬件序列号加密，制成密钥K并发回给用户。

4.安装：用户端的安装程序P1收到密钥K后完成被保护软件的安装。

上述安装过程的数据传输全部采用PKI公钥体系进行加密，以保证传输安全。

如果合法用户计算机故障或用户需要在自己的多台电脑上安装被保护软件，用户可以进行软件的重复安装，过程如下：

(1)用户重新安装被保护程序的时候，必须与软件厂商的服务器联网，首先输入用户ID；

(2)认证服务器确认ID后，用户必须输入指纹，该指纹和登记在服务器上的指纹进行比较；

(3)指纹比较通过后，认证服务器中的加密程序把含有被保护软件的关键代码、数据以及指纹信息和指纹采集仪的硬件序列号的密钥K发送给用户；

(4)用户端的安装程序P1收到密钥K后，完成被保护软件程序的安装。

三、软件运行流程

图3是本发明被保护软件运行流程示意图。软件版权保护是以牺牲合法用户使用的便利性为代价的，本发明保护版权重要的地方在安装过程，因此本发明在安装时，严格要求用指纹进行合法性检测。安装后，每次启动时，识别程序P2必须通过指纹采集仪采集用户的指纹，并将采集的指纹和安装成功后存储在本地PC机上的加密指纹信息进行比对，通过身份认证后，才能运行被保护软件程序。

对于软件运行完成以后每次程序启动时，软件厂商也可以根据软件的具体性质，采用以下工作模式：

1、每次启动，不再做任何合法检测，直接运行被保护软件程序；

2、每次启动，程序读取指纹采集仪的序列号和加密存储在本地的指纹采集仪的序列号进行比对，通过合法检测后，运行被保护程序。

3、每次启动，必须输入安装者的指纹，输入的指纹和安装成功后存储在本地的加密指纹信息对比，通过身份认证后，被保护软件才能运行。

4、安装者具有增加其他用户指纹的权利，在完成首次安装程序后，只需将其他用户登记的指纹加密存储在本地PC机上，每次启动，不仅安装者，而且安装者授权的其他用户都可以通过其指纹认证后，进入系统。用户指纹加密后下传再存储也是本发明的一大优点。

图4是本发明应用装置的方框图，该装置包括用户端电脑1、指纹采集仪2、软件加密开发包模块3和认证服务器4。

用户端电脑/PC机1可安装指纹识别模块、软件安装模块和软件运行模块。当被保护软件安装时，电脑1运行软件商配置在光碟中的软件安装程序P1启动指纹采集仪，采集用户的活体指纹图像并进行图象处理、提取指纹特征并发送给认证服务器4。当认证服务器将密钥K发回用户时，软件安装模块支持安装程序P1完成软件的安装。当用户运行被保护软件时，安装在指纹识别模块上的识别程序P2通过指纹采集仪采集用户的指纹并与存储在PC机上的指纹模板进行比较判断，一致时，软件运行模块启动软件允许用户使用；不一致时，系统中断。

指纹采集仪2安装有指纹图象特征处理模块，其功能是完成三维人体指纹图象的采集。它由指纹传感器和相应的外围电路构成，通过USB口或并口和电脑1相连。指纹采集仪是标准指纹采集设备，不存储任何数据，从本质上来说，也不和任何软件发生直接关系。因此，一个指纹采集仪可以作为任意多个应用程序的版权保护提供服务。指纹采集仪在用户安装受本发明保护的软件系统或每次运行该系统时使用，用于采集用户指纹。每个指纹采集仪可具有唯一硬件序列号。

软件加密开发包模块3是提供给软件商的一个工具软件。主要由一个被保护软件发布程序和一个运行在软件厂商认证服务器上的加密程序构成。被保护软件的发布程序让软件厂商可以指定待发布的被保护软件的一部分程序代码和数据作为关键代码和数据保留在认证服务器端，另一部分代码和数据生成一个安装程序P1，交给客户端。加密程序负责对远程用户的数据请求进行应答。当远程用户通过指纹身份确认合法身份后，加密程序把保留在服务器端的关键代码和数据以及用户的指纹特征数据用远程安装程序提供的公钥进行加密(采用PKI加密体系)以后传输给用户端PC机上运行的安装程序P1，安装程序P1用自己的私钥解密接收到的数据，完成整个被保护程序的安装。

认证服务器4是软件厂商用于软件发布和进行指纹身份识别的服务中心，合法用户安装软件系统时，必须通过软件厂商发布的安装程序在线联络指纹认证服务器，通过服务器的指纹身份合法性验证后，才可以进行联网式的软件安装。也就是说，软件厂商发布的安装程序实际上不是软件的真正全部运行体，关键的一段核心程序存在指纹认证服务器上，因此，就可以完全杜绝盗版者对软件的解密。

此外，所述的软件运行模块设有侦测用户电脑是否在线的程序，当被保护软件安装成功后软件运行时，会侦测电脑是否在线，如果电脑在线，软件识别程序P2连接指纹认证服务器对关键文件(如DLL文件)进行审核，以检测该文件是否被篡改以及是否有多个相同ID号的程序在同时使用。如果发现被篡改或多个程序在同时使用，软件运行模块会启动认证服务器上设置的保护程序采取保护行动，包括：停止软件运行、强行进行指纹网络认证、软件加锁、甚至进行软件自毁，以打击盗版。

本发明不仅实现了软件按服务收费的理念，而且用户所用的指纹采集仪可以与数字证书技术结合构造，符合电子商务需要的身份认证系统的要求。

Claims (10)

1、一种利用指纹进行软件版权保护的方法，该方法采集合法用户的指纹特征加密制钥，并用该特征作为鉴定软件使用者合法身份的标志，其特征在于包括下列步骤：

A、发布

软件商利用软件加密开发包，将被保护软件分割成两部分：a安装程序P1和识别程序P2；b关键代码和数据；

在软件商的认证服务器中存储被保护软件的关键代码和数据，同时，创建用户的ID和初始授权序列号；

给用户配置初始授权序列号、指纹采集仪、带有安装程序P1和识别程序P2的光碟/软盘；

B、注册

用户安装被保护软件时，先将用户端PC机与软件商的认证服务器联网，输入用户的ID、初始授权序列号，安装程序将用户ID号、初始授权序列号以及指纹采集仪序列号加密传输给认证服务器，同时将这些信息加密存储在用户端PC机上的识别程序P2中；

C、采集

所述认证服务器确认用户的ID和初始授权序列号正确后，安装程序P1通过指纹采集仪采集用户指纹特征，并将采集到的指纹特征发送到所述的认证服务器上，同时加密存储在用户端PC机上的识别程序P2中；

D、制钥

所述的认证服务器接收到的指纹特征后，认证服务器中的加密程序将采集到的指纹特征与被保护软件的关键代码和数据压缩加密制成密钥K，并将密钥K发回给用户；

E、安装

用户端的安装程序P1收到的密钥K后，完成被保护软件程序的安装；

F、运行

完成被保护软件的安装后，用户直接运行被保护软件。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤F中还包括：每次运行被保护程序时，识别程序P2读取指纹采集仪的序列号，并将该序列号与存储在用户端电脑中的指纹采集仪序列号进行对比，一致时方可运行被保护程序。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤F中还包括：每次运行被保护软件时，识别程序P2通过指纹采集仪采集用户指纹，并将采集到的指纹特征与存储在用户端的指纹特征进行比较，一致时方可运行被保护软件。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤E完成后，合法用户可增加其他使用者的指纹特征，并将该指纹特征加密存储在已安装被保护软件的PC机上，运行时通过使用者的指纹认定后，方可运行被保护软件。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤D中将采集到的指纹特征、被保护软件的关键代码和数据与指纹采集仪的序列号一起压缩加密制成密钥K，并将密钥K发回给用户。

6、如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于：一个指纹特征可分别与多个被保护软件制成不同的密钥。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括合法用户重复安装被保护软件的步骤：

A、用户重新安装被保护软件时，与软件商的认证服务器联网，输入用户ID；

B、认证服务器确认ID后，安装程序P1通过指纹采集仪采集用户指纹特征，并将采集的指纹特征与登记在认证服务器上的指纹特征进行比较；

C、指纹特征对比通过后，认证服务器中的加密程序把含有被保护软件的关键代码、数据以及指纹信息和指纹采集仪序列号的密钥K发回给用户端；

D、用户端的安装程序P1收到密钥K后，完成被保护软件的安装。

8、一种应用权利要求1所述的方法保护软件版权的装置，包括设置在用户端的电脑/PC机(1)、通过USB口或并口与PC机连接的指纹采集仪(2)、联网装置、设在软件厂商端的认证服务器(4)和安装在认证服务器上的软件加密开发包模块(3)，所述的指纹采集仪安装有指纹图象特征处理模块，其特征在于：所述的PC机安装有指纹识别模块，软件安装模块和软件运行模块，所述的软件加密开发包模块由一个发布程序和一个加密程序组成，所述的指纹采集仪、PC机、软件加密开发包模块、联网装置和指纹认证服务器可执行下列步骤：

A、发布

软件商利用软件加密开发包，将被保护软件分割成两部分：a安装程序P1和识别程序P2；b关键代码和数据；

在软件商的认证服务器中存储被保护软件的关键代码和数据，同时，创建用户的ID和初始授权序列号；

给用户配置初始授权序列号、指纹采集仪和带有安装程序P1和识别程序P2的光碟/软盘；

B、注册

用户安装被保护软件时，先将用户端PC机与软件商的认证服务器联网，输入用户的ID、初始授权序列号，安装程序将用户ID号、初始授权序列号以及指纹采集仪序列号加密传输给认证服务器，并将这些信息加密存储在用户端PC机上的识别程序P2中；

C、采集

认证服务器确认用户的ID和初始授权序列号正确后，安装程序P1通过指纹采集仪采集用户指纹特征，并将采集到的指纹特征发送到所述的认证服务器上，同时加密存储在用户端PC机上的识别程序P2中；

D、制钥

所述的认证服务器接收到的指纹特征后，软件加密包模块中的加密程序将采集到的指纹特征与被保护软件的关键代码和数据压缩加密制成密钥K，并将密钥K发回给用户；

E、安装

用户端的安装程序P1收到的密钥K后，完成被保护软件程序的安装；

F、运行

用户运行被保护软件时，识别程序P2通过指纹采集仪采集用户指纹，并将采集到的指纹特征与存储在用户端的指纹特征进行比较，当采集的指纹特征与密钥K中的指纹特征一致时，可运行被保护软件；不一致时，系统中断。

9、如权利要求8所述的装置，其特征在于：所述的软件运行模块设有侦测用户电脑是否在线的侦测程序。

10、如权利要求8所述的装置，其特征在于：所述的认证服务器设有自动统计和分析同一套软件安装次数、安装地点的程序，该程序能进行智能判断，在被保护软件安装次数超出规定数字时发出警报并启动防止盗版的保护程序。

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