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JP5689472B2

System and method to protect java bytecode code against static and dynamic attacks within hostile execution environments

Abstract

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Term

Projected expiry 12 November 2030.

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49 claims: 17 independent, 32 dependent

  1. 1
    Ｊａｖａバイトコードのタンパリング耐性を向上させるためのシステムであって、１つまたは複数のプロセッサと、前記１つまたは複数のプロセッサの少なくとも１つに操作可能に結合され、前記１つまたは複数のプロセッサの少なくとも１つに実行された際に、前記１つまたは複数のプロセッサの少なくとも１つに、以下の処理を実行させる命令を格納した、１つまたは複数のメモリと、 前記処理は、安全なＪａｖａバイトコードと対応するセキュリティ情報を生成するために、構築時、Ｊａｖａバイトコードに対して保護を適用することと、前記安全なＪａｖａバイトコードの少なくとも一部をＪａｖａヴァーチャルマシン（ＪＶＭ）にロードすることと、 前記安全なＪａｖａバイトコードのロード時と実行時にＪａｖａネイティブインタフェース（ＪＮＩ）ブリッジを介して前記ＪＶＭと通信するために、デプロイ時に実行するよう構成されたソフトウエアモジュールを含むセキュリティモジュールに、前記対応するセキュリティ情報をロードすることと、 １つまたは複数の保護機構を介して、前記Ｊａｖａバイトコードのローディングと実行の間、前記Ｊａｖａバイトコードへの静的および動的攻撃に対抗すること、とを含み、 前記１つまたは複数の保護機構の少なくとも１つは、前記セキュリティモジュールに組み込まれ、前記静的および動的攻撃は、前記セキュリティモジュールにロードされた前記対応するセキュリティ情報の少なくとも一部に基づいて対抗され、前記セキュリティモジュールは、前記ＪＶＭと共に前記ＪＮＩブリッジを介して前記安全なＪａｖａバイトコードと共に実行されるよう構成されている、システム。
  2. 2
    前記Ｊａｖａバイトコードが、構築時、複数の部分に分けられ、実行時、前記複数の部分が前記ＪＶＭの異なる部分におよび前記セキュリティモジュールに対して実行される、請求項１に記載のシステム。
  3. 3
    前記安全なＪａｖａバイトコードが、被保護Ｊａｖａアプリケーションバイトコードスタブ、被保護アプリケーションペイロード、および暗号化されたクラスバイトコードフレームを含む、請求項１に記載のシステム。
  4. 4
    前記被保護Ｊａｖａアプリケーションバイトコードスタブを介して、前記被保護アプリケーションペイロードが起動される、請求項３に記載のシステム。
  5. 5
    前記セキュリティモジュールが、被保護バイトコードクラスローダを含み、前記被保護バイトコードクラスローダを使用して前記暗号化クラスバイトコードフレームにより前記被保護アプリケーションペイロードが起動される、請求項３または４に記載のシステム。
  6. 6
    前記セキュリティモジュールが、ＪＶＭ環境への機能的延長部であり、被保護Ｊａｖａアプリケーションの信頼の基礎を提供するよう構成され、かつ、複数の異なる安全なＪａｖａバイトコードに整合するよう構成されている、請求項１に記載のシステム。
  7. 7
    前記セキュリティモジュールがローカルハードウェアごとの保護技術およびシステムを適用するネィティブプログラミング言語で書かれる、請求項１から６のいずれかに記載のシステム。
  8. 8
    前記セキュリティモジュールが、ローカルネィティブソフトウェアごとの保護技術およびシステムを適用するネィティブプログラミング言語で書かれる請求項１から６のいずれかに記載のシステム。
  9. 9
    前記セキュリティモジュールが、ホワイトボックスセキュリティ技術を用いて保護される、請求項１から６のいずれかに記載のシステム。
  10. 10
    前記１つまたは複数の保護機構中の少なくとも１つの保護機構のパラメータが、ユーザの好みにより構成可能で、かつ、前記ユーザの好みに従って前記安全なＪａｖａバイトコードが生成される、請求項１から９のいずれかに記載のシステム。
  11. 11
    前記１つまたは複数の保護機構中の少なくとも１つの保護機構が前記Ｊａｖａバイトコードの実行の一部を前記セキュリティモジュールへ移動させ、それにより前記ＪＶＭが実行時に前記Ｊａｖａバイトコードのすべてを実行するわけではなくなり、元のＪａｖａバイトコードが、ＪＶＭ上で完全に観察可能にはならない、請求項１０に記載のシステム。
  12. 12
    前記１つまたは複数の保護機構中の少なくとも１つの保護機構が、前記Ｊａｖａバイトコードの選択されたメソッドを、ＪＶＭには直接可視的でなく、セキュリティモジュールによってのみ起動可能であるネィティブ形式の機能に変換する、請求項１０に記載のシステム。
  13. 13
    前記１つまたは複数の保護機構中の少なくとも１つの保護機構が前記Ｊａｖａバイトコードに対してデータフロー変換を行い、機能性を変更することなしに、前記Ｊａｖａバイトコードのコード構造を変換する、請求項１０に記載のシステム。
  14. 14
    前記１つまたは複数の保護機構中の少なくとも１つの保護機構が、前記Ｊａｖａバイトコードに対する制御フロー変換を行い、機能性を変更することなく前記Ｊａｖａバイトコードのコード構造を変換する、請求項１０に記載のシステム。
  15. 15
    前記セキュリティモジュールが、実行されるべきＪａｖａバイトコードを、ＪＶＭの作業空間内にジャストインタイムでロードしかつ復元し、かつその後実行後の復元したＪａｖａバイトコードを除去する、請求項１０に記載のシステム。
  16. 16
    前記１つまたは複数の保護機構中の少なくとも１つの保護機構が、アンチデバッギングモニタリングを行う、請求項１から１０のいずれかに記載のシステム。
  17. 17
    前記少なくとも１つの保護機構が、 カーネルからのそれ自らのプロセスマップを周期的にチェックし、 防御アクションをトリガすることによりそのメモリ空間内へロードされるＪａｖａのデバッギングに関連するライブラリに応答する、請求項１６に記載のシステム。
  18. 18
    前記応答が、 防御アクションをトリガすることにより、そのメモリ空間内へロードされるＪＤＰＡ（Ｊａｖａ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｄｅｂｕｇ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）に関連するライブラリに応答するステップを含む、請求項１７に記載のシステム。
  19. 19
    前記応答が、 防御アクションをトリガすることにより、そのメモリ空間内へロードされるＪＶＭＴＩ（Ｊａｖａ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）に関連するライブラリに応答するステップを含む、請求項１７に記載のシステム。
  20. 20
    前記少なくとも１つの保護機構が、デバッギングスレッドの起動を監視し、かつ 防御アクションをトリガすることにより起動されるデバッギングスレッドに応答する、請求項１６に記載のシステム。
  21. 21
    前記少なくとも１つの保護機構が、デバッギングツールにより実行されるラインブレークメッセージを監視し、かつ 防御アクションをトリガすることによりラインブレークメッセージの検出に応答する、請求項１６に記載のシステム。
  22. 22
    前記１つまたは複数の保護機構は、ホウイトボックス（ＷＢ）静的セキュリティハンドラを含み、 前記ＷＢ静的セキュリティハンドラは、 ユーザからの暗号キーを含む暗号情報を受けて、 構築時に使用されるＷＢ暗号化キーデータと、 実行時、前記セキュリティモジュールにより使用されるＷＢ復号化キーデータおよびＷＢセキュリティモジュールユーティリティとを生成するものである、請求項１から１０のいずれかに記載のシステム。
  23. 23
    前記１つまたは複数の保護機構中の少なくとも１つの保護機構が、バイトコード完全性検証（ＢＩＶ）システムを含み、 構築時に前記安全なＪａｖａバイトコードのハッシュ値が計算され、かつ、 前記タンパリング耐性セキュリティモジュールが、前記構築時ハッシュ値が実行時に計算される前記ハッシュ値に等しいかどうか決定し、前記セキュリティモジュールが、検証失敗に応答してタンパリング対抗策を起動する、請求項１から１０のいずれかに記載のシステム。
  24. 24
    前記セキュリティモジュールが、 前記ＪＶＭで、インタフェースを介してＪａｖａバイトコードを入手し、 前記バイトコードの動的ハッシュ値を計算し、 前記構築時ハッシュ値が実行時に計算した前記ハッシュ値に等しいかどうか決定し、等しくない場合にはタンパリング抵抗策を起動するよう動作することができる、請求項２３に記載のシステム。
  25. 25
    前記ハッシュ値検証が、タンパリング耐性ゲートキーパーにより行われる、請求項２４に記載のシステム。
  26. 26
    前記ハッシュ値検証が、構築時と実行時のハッシュ値を明示的に比較することなしに行われる、請求項２４に記載のシステム。
  27. 27
    前記ハッシュ値検証が、前記Ｊａｖａバイトコードの選択されたクラスおよびメソッドに対してのみ行われる、請求項２５に記載のシステム。
  28. 28
    前記ハッシュ値検証ならびに選択されたクラスおよびメソッドに関連するデータが暗号化される、請求項２７に記載のシステム。
  29. 29
    静的ハッシュ値が、異なるキーデータを使用したＷＢサイファーにより暗号化される、請求項２７に記載のシステム。
  30. 30
    ＢＩＶシステムが閉じる際に、前記セキュリティモジュールが、ＢＩＶシステムにより使用された関連のメモリ空間および他の情報をクリーンにする、請求項２７に記載のシステム。
  31. 31
    前記１つまたは複数の保護機構が、構築時、被保護Ｊａｖａアプリケーションバイトコードスタブ、被保護アプリケーションペイロード、および暗号化クラスバイトコードフレームを生成するためのセキュアローディングバイトコード（ＳＬＢ）ツールを含み、 前記セキュリティモジュールが、ＳＬＢ動的セキュリティハンドラを含み、このＳＬＢ動的セキュリティハンドラが、 前記安全なＪａｖａアプリケーションバイトコードに対応する前記暗号クラスバイトコードフレームをメモリバッファへロードし、 前記暗号化クラスに対応するホワイトボックス被保護復号化キーデータを介して前記暗号化クラスバイトコードフレーム内に含まれる各暗号化クラスを復号化し、かつ 各復号化したクラスバイトコードを、セキュリティモジュールクラスローダーによりアプリケーション作業空間へロードして、前記アプリケーション作業空間内の前記Ｊａｖａアプリケーションバイトコードを実行するためのものである、請求項１から１０のいずれかに記載のシステム。
  32. 32
    前記安全なＪａｖａバイトコードの実行時のどの時点においても、当該安全なＪａｖａバイトコードの一部のみが、復号された形式で格納される、 請求項１から１０のいずれかに記載のシステム。
  33. 33
    Ｊａｖａバイトコードのタンパリング耐性を向上させるために、１つまたは複数のコンピュータデバイスで実行される方法であって、前記１つまたは複数のコンピュータデバイスの少なくとも１つにより、構築時に、Ｊａｖａバイトコードに保護を適用して安全なＪａｖａバイトコードと対応するセキュリティ情報とを生成するステップと、前記１つまたは複数のコンピュータデバイスの少なくとも１つにより、前記安全なＪａｖａバイトコードの少なくとも一部をＪａｖａヴァーチャルマシン（ＪＶＭ）にロードするステップと、 前記安全なＪａｖａバイトコードのロード時と実行時にＪａｖａネイティブインタフェース（ＪＮＩ）ブリッジを介して前記ＪＶＭと通信するために、前記１つまたは複数のコンピュータデバイスの少なくとも１つにより、デプロイ時に実行するよう構成されたソフトウエアモジュールを含むセキュリティモジュールに、前記対応するセキュリティ情報をロードするステップと、 前記１つまたは複数のコンピュータデバイスの少なくとも１つにより、１つまたは複数の保護機構を介して、前記Ｊａｖａバイトコードのローディングと実行の間、前記Ｊａｖａバイトコードへの静的および動的攻撃に対抗するステップ、とを含み、 前記１つまたは複数の保護機構の少なくとも１つは、前記セキュリティモジュールに組み込まれ、前記静的および動的攻撃は、前記セキュリティモジュールにロードされた前記対応するセキュリティ情報の少なくとも一部に基づいて対抗され、前記セキュリティモジュールは、前記ＪＶＭと共に前記ＪＮＩブリッジを介して前記安全なＪａｖａバイトコードと共に実行されるよう構成されている、方法。
  34. 34
    前記Ｊａｖａバイトコードが、構築時、複数の部分に分けられ、実行時、前記複数の部分が前記ＪＶＭの異なる部分におよび前記セキュリティモジュールに対して実行される、請求項３３に記載の方法。
  35. 35
    前記安全なＪａｖａバイトコードが、被保護Ｊａｖａアプリケーションバイトコードスタブ、被保護アプリケーションペイロード、および暗号化されたクラスバイトコードフレームを含む、請求項３３に記載の方法。
  36. 36
    前記被保護Ｊａｖａアプリケーションバイトコードスタブを介して、前記被保護アプリケーションペイロードが起動される、請求項３５に記載の方法。
  37. 37
    前記セキュリティモジュールが、被保護バイトコードクラスローダを含み、 前記被保護バイトコードクラスローダを使用して前記暗号化クラスバイトコードフレームにより前記被保護アプリケーションペイロードが起動される、請求項３５または３６に記載の方法。
  38. 38
    前記セキュリティモジュールが、ＪＶＭ環境への機能的延長部であり、被保護Ｊａｖａアプリケーションの信頼の基礎を提供するよう構成され、かつ、複数の異なる安全なＪａｖａバイトコードに整合するよう構成されている、請求項３３に記載の方法。
  39. 39
    前記セキュリティモジュールがローカルハードウェアごとの保護技術およびシステムを適用するネィティブプログラミング言語で書かれる、請求項３３から３８のいずれかに記載の方法。
  40. 40
    前記セキュリティモジュールが、ローカルネィティブソフトウェアごとの保護技術およびシステムを適用するネィティブプログラミング言語で書かれる、請求項３３から３８のいずれかに記載の方法。
  41. 41
    前記セキュリティモジュールが、ホワイトボックスセキュリティ技術を用いて保護される、請求項３３から３８のいずれかに記載の方法。
  42. 42
    前記１つまたは複数の保護機構中の少なくとも１つの保護機構のパラメータが、ユーザの好みにより構成可能で、かつ、前記ユーザの好みに従って前記安全なＪａｖａバイトコードが生成される、請求項３３から４１のいずれかに記載の方法。
  43. 43
    前記１つまたは複数の保護機構中の少なくとも１つの保護機構が前記Ｊａｖａバイトコードの実行の一部を前記セキュリティモジュールへ移動させ、それにより前記ＪＶＭが実行時に前記Ｊａｖａバイトコードのすべてを実行するわけではなくなり、元のＪａｖａバイトコードが、ＪＶＭ上で完全に観察可能にはならない、請求項４２に記載の方法。
  44. 44
    前記１つまたは複数の保護機構中の少なくとも１つの保護機構が、前記Ｊａｖａバイトコードの選択されたメソッドを、ＪＶＭには直接可視的でなく、セキュリティモジュールによってのみ起動可能であるネィティブ形式の機能に変換する、請求項４２に記載の方法。
  45. 45
    前記１つまたは複数の保護機構中の少なくとも１つの保護機構が前記Ｊａｖａバイトコードに対してデータフロー変換を行い、機能性を変更することなしに、前記Ｊａｖａバイトコードのコード構造を変換する、請求項４２に記載の方法。
  46. 46
    前記１つまたは複数の保護機構中の少なくとも１つの保護機構が、前記Ｊａｖａバイトコードに対する制御フロー変換を行い、機能性を変更することなく前記Ｊａｖａバイトコードのコード構造を変換する、請求項４２に記載の方法。
  47. 47
    前記セキュリティモジュールが、実行されるべきＪａｖａバイトコードを、ＪＶＭの作業空間内にジャストインタイムでロードしかつ復元し、かつその後実行後の復元したＪａｖａバイトコードを除去する、請求項４２に記載の方法。
  48. 48
    前記１つまたは複数の保護機構中の少なくとも１つの保護機構が、アンチデバッギングモニタリングを行う、請求項３３から４２のいずれかに記載の方法。
  49. 49
    少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、１つまたは複数のコンピュータデバイスで実行されたときに、前記１つまたは複数のコンピュータデバイスの少なくとも１つに、請求項３３から４８のいずれかに記載の方法を実行させるコンピュータ読取り可能な命令を記録した、記録媒体。
Independent claims49