加密技术在录井软件中的应用

梁静(中国石油集团长城钻探工程有限公司录井公司，辽宁 盘锦 124010)

0 引言

在计算机技术迅猛发展的今天，录井行业涌现出许多优秀的软件，这对推动录井信息化的发展起着积极的作用，但同时也带来了软件保护的问题。软件保护是防止非法复制软件、维护软件开发者利益的必要手段。一旦软件被他人窃取和使用，将带来无法估计的安全风险和经济损失。目前的软件保护方式分为基于硬件的硬加密方法和基于软件的软加密方法。硬加密方法主要是指加密锁技术，其硬件成本高，一旦被破解，无法补救。软加密方法主要有密码表加密法、序列号加密法、许可证加密法等。软加密方法易于管理和维护，有助于提高授权效率和改善用户体验。因此，根据录井公司实际情况，对所有录井现场软件应用许可证加密法，有效地保护了公司的合法权益，进一步促进了录井信息化的健康发展[1]。

1 加密技术原理

采用与机器硬件信息绑定、MD5和RC4加密算法、软件授权等技术对软件进行混合加密。绑定的机器硬件特征主要有CPU序列号、BIOS序列号、硬盘序列号、网卡MAC地址等。这种加密方式的许可证文件是在获得了机器的硬件特征以后，由授权软件将硬件特征加密解密后生成的。

1.1 加密算法

1.1.1 MD5算法

MD5是一种单向散列函数，以512位分组来处理输入的信息，且每一分组又被划分为16个32位子分组，经过了一系列的处理后，算法的输出由四个32位分组组成，将这四个32位分组级联后将生成一个128位散列值。由于MD5具有某些不可逆性和唯一性的特征，无法从MD5的散列结果逆推出原文[1]，从而确保了信息的完整性和一致性。

1.1.2 RC4算法

RC4是一种对称加密算法，它使用的密钥为单钥(或称为私钥)。RC4不对明文进行分组处理，而是以字节流的方式依次加密明文中的每一个字节，解密的时候也是依次对密文中的每一个字节进行解密，加解密使用相同的密钥。RC4算法简单，运行速度快，是目前密钥长度达到128位的最安全的加密算法之一[2]。

1.2 设计方案

软件加密流程由硬件信息采集、许可证生成和解密验证三个部分组成。用户在目标计算机上运行采码工具，将工具采集的硬件特征数据提交给软件管理者，软件管理者运行注册工具依据特征数据生成许可证授权文件。用户再使用软件管理者提供的许可证授权文件完成应用软件认证。软件加密解密流程如图1所示。

图 1 加密解密流程图

许可证与机器的硬件信息有关，因而软件只能在指定的计算机中运行，否则许可证就会失效。

2 加密技术在录井软件中的应用

随着录井行业的发展，录井软件已经成为录井行业的核心驱动力，在油田的生产、科研中发挥了非常重要的作用。在软件的设计、开发、测试、维护过程中，录井公司投入了大量的人力、物力和财力，因此，为了更好地维护具有自主知识产权的录井软件，需要对软件进行加密认证[2]。

2.1 硬件信息采集加密

目前常用的软件加密技术主要有加密锁、时间限制、序列号保护、软件压缩等，其中利用计算机硬件信息如硬盘序列号、网卡MAC地址、CPU ID等生成一段唯一的序列号，作为计算机的特征信息，然后进行加密，是一种安全稳定可靠的软件加密方法。

录井公司采码软件提取现场计算机的CPU ID并用 MD5算法加密后生成注册序列号。CPU ID是一个建立在处理器内部的、唯一的、不能被修改的编号，它由96位数字组成。获取CPU ID程序如下：

如图2所示，点击软件“生成序列号”按钮，在文本框中生成注册序列号；点击“保存序列号”按钮，将注册序列号保存到文件中。录井现场工作人员通过 Internet、Email、电话、传真等方式将注册序列号或注册序列号文件发送到软件中心。

图2 采码器界面

2.2 许可证生成

录井公司许可证生成器的作用是对采码软件产生的注册序列号进行RC4算法加密，并生成许可证文件。RC4算法部分程序如下：

许可证生成器生成许可证时要导入加载注册序列号文件，在导入之前，软件授权人可以对要导入的文件进行编辑，将多台计算机采集加密得到的注册序列号文件内容按一机一行的形式复制到一个汇总信息文件中，这样生成的许可证就可以复制供给多台计算机使用，省去了分别为每台机器生成许可证的麻烦。

如图3所示，点击“打开文件”按钮，获取注册序列号汇总信息文件，点击“生成许可证文件”按钮，生成许可证文件。最后由软件授权人将许可证文件发回给现场，并存放在录井应用软件目录中。软件每次运行时，都要检查许可证文件是否存在。许可证生成是整套软件加密方法中最重要的部分。

图3 许可证生成器界面

2.3 解密验证

录井应用软件每次启动时，从许可证文件中读取数据，然后利用RC4算法进行解密。解密结果与软件中硬件信息采集加密模块的运行结果进行比较，如果相同判断为合法用户，打开软件，否则软件退出运行。加密的软件，只能在指定计算机上安装使用。把软件拷贝到其他计算机上运行将提示非法用户，如图4所示。

图4 非法用户提示界面

3 结语

文章给出了录井软件采用的加密方法，通过MD5和RC4加密算法，生成与计算机硬件信息绑定的许可证，实现了许可证与计算机的一对一关系，大大提高了软件加密的可靠性和安全性，有效防止非法用户盗用软件。