3. Апаратні ключі.

Одним із сучасних методів захисту ПЗ є використання апаратних ключів, які поставляються разом з ліцензійним ПЗ і виконуються функцію його захисту від несанкціонованого використання. Апаратні ключі виконуються у більшості випадків у вигляді флеш пристрою та підключаються до одного з портів ПК. При запуску ПЗ із методом захисту на основі апаратних ключів відбувається звернення ПЗ до порту з ключем та виконується ряд запитів до ключа, який функціонує на базі певного алгоритму. Сьогодні відомо багато алгоритмів на основі яких працюють апаратні ключі.

Наведемо найбільш розповсюдженні алгоритми захисту з використанням апаратних ключів:

• Ключі з пам'яттю – один з найпростіших типів ключів. Ключі з пам'яттю мають певне число комірок пам’яті, з яких дозволено зчитування. У деякі з цих комірок також може проводитися запис. Зазвичай в комірках пам’яті недоступних для запису, зберігається унікальний ідентифікатор ключа. Ключі з пам'яттю не здатні протистояти емуляції. Достатньо один раз прочитати всю пам'ять і зберегти її в емуляторі. Після цього правильно емулювати відповіді на всі запити до ключа не складе великих труднощів. Таким чином, апаратні ключі з пам'яттю в заданих умовах не здатні дати ніяких переваг в порівнянні з чисто програмними системами.

• Ключі з невідомим алгоритмом. Багато сучасних апаратних ключів містять секретну функцію перетворення даних, на якій і ґрунтується секретність ключа. Іноді програмістові надається можливість вибрати константи, перетворення, що є параметрами, але сам алгоритм залишається невідомим. Перевірка наявності ключа повинна виконуватися таким самим чином. При розробці захисту програміст робить декілька запитів до алгоритму і запам'ятовує отримані відповіді. Ці відповіді в якійсь формі кодуються в програмі. Під час виконання програма повторює ті ж запити і порівнює отримані відповіді із збереженими значеннями. Якщо виявляється неспівпадання, значить, програма отримує відповідь не від оригінального ключа. Ця схема має один істотний недолік. Оскільки захищена програма має кінцевий розмір, тому і кількість правильних відповідей, які вона може зберігати є обмеженою. А це означає, що існує можливість побудови табличного емулятора, який знатиме правильні відповіді на всі запити, результат яких може перевірити програма.

• Ключі з таймером. Деякі виробники апаратних ключів пропонують моделі, що мають вбудований таймер. Але для того, щоб таймер міг працювати в той час, коли ключ не підключений до комп'ютера, необхідне вбудоване джерело живлення. Середній час роботи батареї, що живить таймер, складає 4 роки, і після її розрядки ключ перестане правильно функціонувати. Можливо, саме із-за порівняно короткого часу життя ключі з таймером застосовуються досить рідко. Прикладом таких ключів є ключі HASP Time, що надають можливість дізнаватися поточний час, встановлений на вбудованому в ключ годиннику. І захищена програма може використовувати ключ для того, щоб відстежити закінчення тестового періоду. Але очевидно, що емулятор дозволяє повертати будь-які покази таймера, тобто апаратна частина ніяк не підвищує стійкість захисту.

• Ключі з відомим алгоритмом. У деяких ключах програмістові, що реалізовує захист, надається можливість вибрати з безлічі можливих перетворень даних, що реалізовуються ключем, одне конкретне перетворення. При цьому програміст знає всі деталі вибраного перетворення і може повторити зворотне перетворення в чисто програмній системі. Наприклад, апаратний ключ реалізує симетричний алгоритм шифрування, а програміст має можливість вибирати використовуваний ключ шифрування. Зрозуміло, ні в кого не повинно бути можливості прочитати значення ключа-шифрування з апаратного ключа. У такій схемі програма може передавати дані на вхід апаратного ключа і отримувати у відповідь результат шифрування на вибраному ключі. Але тут виникає дилема. Якщо в програмі відсутній ключ шифрування, то повернені дані можна перевіряти тільки табличним способом, а значить, в обмеженому об'ємі. Фактично маємо апаратний ключ з невідомим програмі алгоритмом. Якщо ж ключ шифрування відомий програмі, то можна перевірити правильність обробки будь-якого об'єму даних, але при цьому існує можливість витягання ключа шифрування і побудови емулятора. А якщо така можливість існує, супротивник обов'язково спробує нею скористатися.

• Ключі з програмованим алгоритмом. Дуже цікавим рішенням з погляду стійкості захисту є апаратні ключі, в яких може бути реалізований довільний алгоритм. Складність алгоритму обмежується тільки об'ємом пам'яті і системою команд ключа. В цьому випадку для захисту програми важлива частина обчислень переноситься в ключ, і у супротивника не буде можливості запротоколювати правильні відповіді на всі запити або відновити алгоритм по функції перевірки. Адже перевірка, як така, може взагалі не виконуватися — результати, повернені ключем, є проміжними величинами в обчисленні якоїсь складної функції, а значення, що подаються на вхід, залежать не від програми, а від оброблюваних даних.