如何保护你的 Python 代码 （一）—— 现有加密方案

本文同步发表于Prodesire博客。

0 前言

去年11月在PyCon China 2018 杭州站分享了 Python 源码加密，讲述了如何通过修改 Python 解释器达到加解密 Python 代码的目的。然而因为笔者拖延症发作，一直没有及时整理成文字版，现在终于战胜了它，才有了本文。

本系列将首先介绍下现有源码加密方案的思路、方法、优点与不足，进而介绍如何通过定制 Python 解释器来达到更好地加解密源码的目的。

由于 Python 的动态特性和开源特点，导致 Python 代码很难做到很好的加密。社区中的一些声音认为这样的限制是事实，应该通过法律手段而不是加密源码达到商业保护的目的；而还有一些声音则是不论如何都希望能有一种手段来加密。于是乎，人们想出了各种或加密、或混淆的方案，借此来达到保护源码的目的。

常见的源码保护手段有如下几种：

  • 发行 .pyc 文件
  • 代码混淆
  • 使用 py2exe
  • 使用 Cython

下面来简单说说这些方案。

1 发行 .pyc 文件

1.1 思路

大家都知道，Python 解释器在执行代码的过程中会首先生成 .pyc 文件，然后解释执行 .pyc 文件中的内容。当然了，Python 解释器也能够直接执行 .pyc 文件。而 .pyc 文件是二进制文件，无法直接看出源码内容。如果发行代码到客户环境时都是 .pyc 而非 .py 文件的话，那岂不是能达到保护 Python 代码的目的？

1.2 方法

把 .py 文件编译为 .pyc 文件，是件非常轻松地事情，可不需要把所有代码跑一遍，然后去捞生成的 .pyc 文件。

事实上，Python 标准库中提供了一个名为 compileall 的库，可以轻松地进行编译。

执行如下命令能够将遍历 <src> 目录下的所有 .py 文件，将之编译为 .pyc 文件：

python -m compileall <src> 然后删除 <src> 目录下所有 .py 文件就可以打包发布了：

$ find <src> -name '*.py' -type f -print -exec rm {} \;

1.3 优点

  • 简单方便，提高了一点源码破解门槛
  • 平台兼容性好，.py 能在哪里运行，.pyc 就能在哪里运行

1.4 不足

  • 解释器兼容性差，.pyc 只能在特定版本的解释器上运行
  • 有现成的反编译工具，破解成本低

python-uncompyle6 就是这样一款反编译工具，效果出众。

执行如下命令，即可将 .pyc 文件反编译为 .py 文件：

1 $ uncompyle6 *compiled-python-file-pyc-or-pyo*

2 代码混淆

如果代码被混淆到一定程度，连作者看着都费劲的话，是不是也能达到保护源码的目的呢？

2.1 思路

既然我们的目的是混淆，就是通过一系列的转换，让代码逐渐不让人那么容易明白，那就可以这样下手： - 移除注释和文档。没有这些说明，在一些关键逻辑上就没那么容易明白了。 - 改变缩进。完美的缩进看着才舒服，如果缩进忽长忽短，看着也一定闹心。 - 在tokens中间加入一定空格。这就和改变缩进的效果差不多。 - 重命名函数、类、变量。命名直接影响了可读性，乱七八糟的名字可是阅读理解的一大障碍。 - 在空白行插入无效代码。这就是障眼法，用无关代码来打乱阅读节奏。

2.2 方法

方法一：使用 oxyry 进行混淆

 是一个在线混淆 Python 代码的网站，使用它可以方便地进行混淆。

假定我们有这样一段 Python 代码，涉及到了类、函数、参数等内容：

 1 # coding: utf-8
 2 
 3 class A(object):
 4     """
 5     Description
 6     """
 7 
 8     def __init__(self, x, y, default=None):
 9         self.z = x + y
10         self.default = default
11 
12     def name(self):
13         return 'No Name'
14 
15 
16 def always():
17     return True
18 
19 
20 num = 1
21 a = A(num, 999, 100)
22 a.name()
23 always()

 

经过 Oxyry 的混淆，得到如下代码：

 1 class A (object ):#line:4
 2     ""#line:7
 3     def __init__ (O0O0O0OO00OO000O0 ,OO0O0OOOO0000O0OO ,OO0OO00O00OO00OOO ,OO000OOO0O000OOO0 =None ):#line:9
 4         O0O0O0OO00OO000O0 .z =OO0O0OOOO0000O0OO +OO0OO00O00OO00OOO #line:10
 5         O0O0O0OO00OO000O0 .default =OO000OOO0O000OOO0 #line:11
 6     def name (O000O0O0O00O0O0OO ):#line:13
 7         return 'No Name'#line:14
 8 def always ():#line:17
 9     return True #line:18
10 num =1 #line:21
11 a =A (num ,999 ,100 )#line:22
12 a .name ()#line:23
13 always ()

 

混淆后的代码主要在注释、参数名称和空格上做了些调整，稍微带来了点阅读上的障碍。

方法二：使用 pyobfuscate 库进行混淆

pyobfuscate 算是一个颇具年头的 Python 代码混淆库了，但却是“老当益壮”了。

对上述同样一段 Python 代码，经 pyobfuscate 混淆后效果如下：

 1 # coding: utf-8
 2 if 64 - 64: i11iIiiIii
 3 if 65 - 65: O0 / iIii1I11I1II1 % OoooooooOO - i1IIi
 4 class o0OO00 ( object ) :
 5  if 78 - 78: i11i . oOooOoO0Oo0O
 6  if 10 - 10: IIiI1I11i11
 7  if 54 - 54: i11iIi1 - oOo0O0Ooo
 8  if 2 - 2: o0 * i1 * ii1IiI1i % OOooOOo / I11i / Ii1I
 9  def __init__ ( self , x , y , default = None ) :
10   self . z = x + y
11   self . default = default
12   if 48 - 48: iII111i % IiII + I1Ii111 / ooOoO0o * Ii1I
13  def name ( self ) :
14   return 'No Name'
15   if 46 - 46: ooOoO0o * I11i - OoooooooOO
16   if 30 - 30: o0 - O0 % o0 - OoooooooOO * O0 * OoooooooOO
17 def Oo0o ( ) :
18  return True
19  if 60 - 60: i1 + I1Ii111 - I11i / i1IIi
20  if 40 - 40: oOooOoO0Oo0O / O0 % ooOoO0o + O0 * i1IIi
21 I1Ii11I1Ii1i = 1
22 Ooo = o0OO00 ( I1Ii11I1Ii1i , 999 , 100 )
23 Ooo . name ( )
24 Oo0o ( ) # dd678faae9ac167bc83abf78e5cb2f3f0688d3a3

相比于方法一，方法二的效果看起来更好些。除了类和函数进行了重命名、加入了一些空格，最明显的是插入了若干段无关的代码，变得更加难读了。

2.3 优点

  • 简单方便，提高了一点源码破解门槛
  • 兼容性好，只要源码逻辑能做到兼容，混淆代码亦能

2.4 不足

  • 只能对单个文件混淆，无法做到多个互相有联系的源码文件的联动混淆
  • 代码结构未发生变化，也能获取字节码，破解难度不大

3 使用 py2exe

3.1 思路

py2exe 是一款将 Python 脚本转换为 Windows 平台上的可执行文件的工具。其原理是将源码编译为 .pyc 文件，加之必要的依赖文件，一起打包成一个可执行文件。

如果最终发行由 py2exe 打包出的二进制文件，那岂不是达到了保护源码的目的？

3.2 方法

使用 py2exe 进行打包的步骤较为简便。

1）编写入口文件。本示例中取名为 hello.py：

1 print 'Hello World'

2）编写 setup.py：

1 from distutils.core import setup
2 import py2exe
3 
4 setup(console=['hello.py'])

3）生成可执行文件

1 python setup.py py2exe

生成的可执行文件位于 dist\hello.exe。

3.3 优点

  • 能够直接打包成 exe，方便分发和执行
  • 破解门槛比 .pyc 更高一些

3.4 不足

  • 兼容性差，只能运行在 Windows 系统上
  • 生成的可执行文件内的布局是明确、公开的，可以找到源码对应的 .pyc 文件，进而反编译出源码

4 使用 Cython

4.1 思路

虽说 Cython 的主要目的是带来性能的提升，但是基于它的原理：将 .py/.pyx 编译为 .c 文件，再将 .c 文件编译为 .so(Unix) 或 .pyd(Windows)，其带来的另一个好处就是难以破解。

4.2 方法

使用 Cython 进行开发的步骤也不复杂。

1）编写文件 hello.pyx 或 hello.py：

1 def hello():
2     print('hello')

2）编写 setup.py：

1 from distutils.core import setup
2 from Cython.Build import cythonize
3 
4 setup(name='Hello World app',
5      ext_modules=cythonize('hello.pyx'))

3）编译为 .c，再进一步编译为 .so 或 .pyd：

1 python setup.py build_ext --inplace

执行 python -c "from hello import hello;hello()" 即可直接引用生成的二进制文件中的 hello() 函数。

4.3 优点

  • 生成的二进制 .so 或 .pyd 文件难以破解
  • 同时带来了性能提升

4.4 不足

  • 兼容性稍差，对于不同版本的操作系统，可能需要重新编译
  • 虽然支持大多数 Python 代码，但如果一旦发现部分代码不支持，完善成本较高

 

下文我们将重点介绍一种新的保护源码的方法。

相关文章：如何保护你的 Python 代码 （二）—— 定制 Python 解释器

posted @ 2024-07-15 18:12  锦绣良缘  阅读(9)  评论(0)  编辑  收藏  举报