Исторический аспект
Первые попытки защиты лазерных дисков от копирования
датируются началом девяностых годов XXвека. Пишущих приводов (далее по тексту "писцов") в то время еще не существовало и в основном приходилось бороться с не санкционированнымием копированиемпередираем
содержимого CD на жесткий диск. А как же пираты? –— спросите вы. Да, действительно, уровень пиратства в России всегда был и остается традиционно велик, но пытаться остановить его программными средствами защиты по меньшей мере наивно. Тот, кто копирует диски в промышленном масштабе, всегда держит при себе пару-тройку опытных хакеров, которые все
снимающих такие защиты снимают без труда. Интеллектуальный потенциал "отдела по снятию защит" в пиратских конторах практически неограничен, –— здесь работают лучшие из лучших (когда-то, до появления соответствующих законов, автор этой книги в таком "отряде" тоже состоял), и финансовый фактор тут, кстати говоря, вторичен. Платили немного, а "вкалывать" приходилось вона
всю, но в этом-то весь интерес и был! Где еще вы могли познакомиться с таким количеством разнообразных защит и приобрести навыки по их ликвидации?
Впрочем, насчет "количества" я немного "загнул". Все многообразие защитных механизмов тех дней сводилось к двум основным типам: LaserLock и "кодовое колесо" (подробности далеениже). С появлением пишущих приводовсцов
актуальность защит от копирования значительно возросла и они "поперли из земли, как грибы после дождя". К началу 2003 года на рынке насчитывалось более полусотни разнообразных методик защиты, большая часть из которых выдавалась за ноу-хау, разработавшей их фирмы. Однако, стоило пропустить защиту через дизассемблер, как вас отхватало щемящее чувство ностальгии по тем далеким, и казалось бы безвозвратно растворившимся в песке истории временам, когда программное обеспечение поставлялось на дискетах и каждая вторая из них оказывалась защищенной. Современный лазерный диск, конечно, непохож на дискеты десятилетней давности, но методики защиты тех и других по сути своей общие!
В современных защитных механизмах используются следующие методики:
q использование нестандартной разметки;,
q внедрение ключевых меток;,
q привязка к поверхности;
q "и слабые"
сектора.
Познакомимся со всем этим семейством поподробнее.
Нестандартная разметка диска в общем случае сводится к умышленному внесению тех или иных искажений, препятствующих нормальной обработке информации. Например, если длину каждого из защищенных файлов искусственно увеличить до ~666 Ггигабайт, просто скорректировав поле длины, то при попытке копирования таких файлов на винчестер произойдет грандиозный "облом-с". В тоже самое время защита, точно знающая от сих и до сих каждый файл,
можно читать, будет работать с ними без особых проблем. Разумеется, такой защитный механизм элементарно взламываетясхачится копированием диска на посектрном уровне, однако для этого копировщик должен знать какое именно количество секторов содержится на диске. Разработчику защиты ничего не стоит исказить служебные структуры диска так, чтобы тот либо представлялся совсем пустым, либо, напротив, разросся до неимоверных размеров слона. Копировщики, тупо читающие оглавление диска, и свято верящие каждому байту служебных данных, просто заключат[n2k5] дерябнуться по полной программе. Те же, кто "поумнее" сумеют определить истинный размер диска по косвенным признакам, двигая оптической головкой до тех пор, пока она еще двигается, а сектора, пролетающие над ней –—
читаются. Допустим защита решит схитрить и в непосредственной близости от конца диска "выроет яму" из множества сбойных секторов. Ага! –— подумают некоторые копировщики, после того как свалятьсясвалятся в нее. –—
Мы достигли конца! А вот и ни чего подобногофига! –—
воскликнут другие. Те, что тщательного
анализируют чувственную информацию, возращенную приводом, который-то наверняка знает в чем причина неудачного чтения –— то ли это диск кончился, то ли просто плохой сектор попался.
Другие защиты поступают еще хуже, нагло и самоуверенно записывая оригинальный диск с неустранимыми ошибками (неустанными –—
значит, не исправляемыми специальными корректирующими кодами, размещенными на CD). Для аудиодисков это означает, что проигрывание последнего будет сопровождаться ожесточенными щелчками. Точнее должно было бы сопровождаться, но на практике этого не происходит, поскольку разработчики аудио проигрывателей предусмотрели специальный фильтр, отбрасывающий заведомо искаженные данные и при необходимости прибегающий к интерполяции (ктогда текущая точка отсчета строится на основе усредненных значений предыдущей и последующей точек). Разумеется, это несколько ухудшает качество воспроизведения, но… медиамагнатам на это наплевать, да и ухудшение это не такое уж и значительное. С цифровым воспроизведением все обстоит иначе. Ранние версии Стандарта предписывали приводу сообщать лишь о факте возникновения одной или нескольких неустранимых ошибок, но не предусматривали никаких механизмов "маркировки" сбойных байт. Ну считал привод 2352 байта данных, ну убедился, что добрая сотня из них искажена… Что ему дальше-то делать? Интерполировать? Кого и с чем?! Вручную анализировать сигнал и искать "выхлесты"? Слишком сложно, да и качество "восстановленного" звука будет все равно не то… Можно, правда, отважиться "сграбить" аудио-поток с цифрового аудио-выхода, но подавляющее большинство дешевых звуковых карт его не поддерживает, а если и поддерживает, то так "криво", что лучше бы этого вообще не делализастрелись. Короче, над хакерами начали сгущаться мрачные тучи без следов присутствия лучика солнца. Но все изменилось, когда производители "выбросили" на рынок приводы, умеющие не только тупо сигнализировать об ошибке чтения, но и сообщающие позицию сбойных байт в секторе (прямо как в анекдоте: ты не мудри, ты пальцем покажи!). Теперь полноценная интерполяция стала возможна и на интерфейсом уровне! Немедленно появились и программы-грабители, использующие новые возможности.
Впрочем, мы сильно забежали вперед. В плане возращения к анналам перенесемся в те далекие времена, когда никаких оптических приводов еще и в проекте не существовало и все программное обеспечение распространялось исключительно на дискетах, стремительно утекающих как "налево", так и "направо" (собственно говоря, "copyright" именно так и переводится: "скопировано правильно"). Тогда все кому не лень активно "царапали"
дискеты всеми подручными предметами: кто побогаче —
прожигал магнитное покрытие лазером, кто победнее –— орудовал ржавым гвоздем. Защите оставалось лишь проверить присутствие дефекта поверхности в строго определенном месте. Скопировать такой диск без спецоборудования было практически нереально, т. к. даже Левша не смог бы перенести царапины оригинального диска на тоже самое место. Правда, хакеры, знающие порты контроллера как свои пять пальцев, быстро сообразили, что если исказить контрольную сумму ключевых секторов, тото,
не смотря на физическую целостность поверхности, диск будет читаться с ошибкой! Так вот, лазерные диски защищаются тем же самым способом! И абсолютно тем же самым способом они "ломаются"! Производитель может "нафаршировать" диск сбойными секторами словно рождественского гуся и при каждом запуске защищенногой программного обеспечениясофтины
проверять их присутствие. Это порождает следующие проблемы: во-первых, далеко не каждый всякий копировщик согласиться копировать дефективный диск, а если даже и согласитьсясогласится, то ждать завершения процесса копирования придется ну очень долго (все мы знаем с какой скоростью читаются дефективные сектора). Но полученная копия окажется все равно неработоспособной, поскольку на ней-то заданных дефектов уже не окажется –—
а это во-вторых.
ТупыеБездумные хакеры просто "убивают"грохают искажают контрольную сумму сектора, заставляя привод возвращать ошибку (естественно, пишущий привод должен позволять записать сектора с ошибкой контрольной суммы, на что согласитьсясогласится далеко не каждый).
Однако, это не решает проблемы –— ведь "гнутый" сектор читается мгновенно и защита, если она не совсем дура, может сообразить, что здесь что-то здесь не так! Или, как вариант, она может провести длинное чтение сектора и тогда сектор с искаженной контрольной суммой начнет читаться!
Как поступают умные хакеры? Ну… это так сразу и не объяснишь. Упрощенно говоря, формат лазерного диска таков, что высокочастотный сигнал, возникающий при чтении последовательности питов (pits) и лендов (lands), пролетающих над оптической головкой, не имеет опорного уровня и чтобы привод мог определить где здесь минус, а где плюс, количество лендов должно быть приблизительно равно количеству питов. О питах и лендах см. далее главу 1. Если какой-то участок сектора будет содержать одни питы, то он окажется катострофическикатастрофически темным и автоматический усилитель сигнала привода попытается увеличить мощность лазерного луча, ошибочно полагая, что с диском или оптикой не все в порядке. Но ведь тогда… часть питов превратиться в ленды и привод "обломается" по всем статьям. Сначала он свалитьсясвалится
в рекалибровку, поерзает оптической головкой… и лишь затем печально констатирует тот факт, что данный сектор не читается. С точки зрения защиты такой сектор будет выглядеть как глубоко дефектный, хотя на физическом уровне поверхность носителя останется и не повреждена.
Теперь самое главное: поскольку привод должен уметь записывать любые мыслимые и немыслимые данные, для преодоления подобных вот неблагоприятных ситуаций, разработчики должны были вынуждены предусмотреть специальный механизм их обхода. И такой механизм действительно есть! На пальцах: существует несколько возможных способов кодирования записываемых на диск данных и привод должен выбрать наиболее благоприятные из них. К счастью (или несчастью) не все приводы столь щепетильны. И поскольку, вероятность непредумышленного возникновения неблагоприятных последовательностей исчезающше мала, некоторые (между прочим, достаточно многие) приводы кодируют данные одним-единственным наперед заданным способом.
А значит, существует возможность сымитировать сбойные сектора, практически ничем не отличающиеся от настоящих.
Ага! Сказали разработчики защит! Да это же целый клад! Смотрите –— если подобрать специальную неблагоприятную последовательность байт, то для ее корректной записи понадобится специальный подойдет далеко не всякий привод! При копировании такого диска на обычном приводе, оригинал будет изумительно читаться, но копия обнаружит большое количество "бэдов", и… скопированный диск запускаться ни за что не будет. Сектора с неблагоприятными последовательностями внутри получили название "слабых" (weak) и для их копирования необходимы весьма высокотехнологичные и "навороченные" приводы от "крутых"
брэанд-неаймов (brand-name). А если такого привода у нас нет и он нам не по карману, тогда что –—
"кранты", да? А вот и нет! Если только защита не делает дополнительных поползновений, копировщик может рассчитать корректирующие коды для истинной неблагоприятной последовательности, а затем слегка выправить ее и записать на диск. На физическом уровне такой сектор будет читаться без каких либо проблем, ну а на логическом –— привод самостоятельно восстановит его по избыточным кодам в нормальный вид. Правда, если защита прочитает сектор в сыром виде, то она сразу же распознает подлог, так что таким способом копируются далеко не все диски.
Чтобы понять суть следующего защитного механизма, нам тоа же придется обратиться к дискетам. Как известно, поверхность дискеты физическим образом делиться на концентрические кольца, именуемые цилиндрамидорожками, а дорожкицилиндры
в свою очередь делятся на сектора. При перемещении головки от последнего сектора однойго
дорожкицилиндра
к первому сектору следующей дорожкиго, тот в силу вращения дискеты мотором, успевает пролететь и дисководу приходится ждать целый оборот, чтобы дождаться "свидания". Парни, денно и ночшно сидевшие в насквозь прокуренных вычислительных центрах, уже тогда додумались, что если провернуть сектора каждойго последующейго дорожки, а если имеется ввиду винчестер, то цилиндра[n2k6] , на некоторое расстояние, скорость последовательного чтения секторов существенно возраст, поскольку теперь нужный сектор сразу же окажется под головкой.
С другой стороны, проворачивая сектора различных цилиндров на различный угол, мы добьемся определенных колебаний скорости обмена, по которым оригинальный диск может быть легко отличен от копии, таких колебаний не содержащей.
Теперь перейдем к лазерным дискамов. Никаких цилиндров здесь и в помине нет и последовательность секторов скручена в тугую спирать. Позиционирование на сектора соседних витков дорожки осуществляется путем отклонения лазерной головки в магнитной системой (т. е. происходит практически мгновенно), а позиционирование на удаленные сектора вовлекает в движение механизм перемещения головки по специальным "ползункам" –— что требует значительного времени. Зная скорость вращения диска,
и, измеривзамеряв время позиционирования на сектора соседних витков дорожки, мы сможем найти угол между ним, напрямую зависящий от степени закрутки спирали. Различные партии CD-R/CD-RW дисков обладают различной структурой спирали и, что самое неприятное, эта структура закладывается непосредственно самим производителем –— т. е. диски поступают в продажу с предварительно выполненной разметкой, необходимой для ориентации записывающего привода на "местности". Скопировать защищенный таким образом диск нереально и приходится прибегать к его эмуляции. Копировщик должен тщательно измерять углы между различными секторами и воссоздать исходную структуру спирали. Процесс сканирования диска занимает чудовищное количество времени (поройд час
несколько суток), но результат того стоит.
Диск так же может иметь катастрофически нестандартный формат, –— например сектора переменной длины, в результате чего один из них будут читаться быстрее, другие медленнее. Поскольку, всякое изменение длины секторов немедленно отражается на структуре спиральной дорожи, копировщику приходится иметь дело с двумя неизвестными –—
неизвестным углом спиральной закрутки и неизвестной длиной секторов. С математической точки зрения это уравнение имеет множество возможных решений, но только одно из них правильное.
Копировщик может (и должен!) представить несколько вариантов копий, чтобы мы могли самостоятельно решить какая из них "ломает"
защиту, а какая нет. К сожалению, ни один из всех известных мне копировщиков этого не делает.
Впрочем, длинные сектора представляют собой вполне самостоятельную сущность и некоторые диски используют для своей защиты только их одних. Плохо то, что ни один из всех представленных на рынке пишущих приводоврезцов [n2k7] не позволяет управлять длиной записываемых секторов по нашему усмотрению. Правда, одна зацепка все же есть –— пусть мы не можем увеличить длину сектора, но мы в состоянии создать два сектора с идентичными заголовками –— приводпривод, успешно прочитав первый из двух секторов, второй просто проигнорирует, тем не менее, видимая длина сектора возрастет двое. Минус этой технологии состоит в том, что мы можем увеличить длину секторов лишь на величину кратную двум, да и то не на всех приводах. Некоторые из них писать спаренные сектора (они, кстати, называются twin-sectors) просто отказываются.
Теперь перейдем к ключевым меткам. Помимо пользовательской области сектора, которую исправно копируют практически все копировщики, на лазерных дисках существует множество мест, на которыех
"не ступала нога человека". Прежде всего это каналы подкода. Всего их восемь. Один хранит сервоинформацию, по которой лазерная головка ориентируется на местности, другой –—
информацию о паузах, остальные шесть каналов свободны и нормальные копировщики их не копируют, да и не всякие резцы
пишущие приводыдают дают возможность их записывать. Вот защиты с помощью сюда ключевыхе
метоки
сюда и внедряют![n2k8]
Кстати говоря, каналы подкода хранятся независимо от канала основных данных и прямого соответствия между ними нет. При чтении канала подхода сектора X, привод может вернуть субканальные данные любого из соседних секторов по своему усмотрению –— это раз. А теперь два –—
большинство приводов обладает крайне плохим постоянством и при последовательном чтении субканальных данных секторов X, Y и Z, нам могут возвратиться, например, данные X, X, X или Y, Z, X или Y, Z, Z или любая другая комбинация последних.
Допустим, канал подкода одного из секторов содержит ключевую метку. Допустим, мы пытаемся ее прочитать. Но прочитаем ли? А вот это как раз и не факт! Если сервоинформация окажется слегка искажена, мы вообще не сможем разобраться субканальные данные каких именно секторов мы прочитали и входит ли наш сектор в их перечень или нет. Единственный выход –— воспользоваться качественным читающим приводом, обладающим хорошим постоянством чтения субканальных данных.
И последнее. Записываемые и перезаписываемые диски по ряду характеристик значительно отличаются от штампованных CD-ROM. ATIP[Y9] [n2k10] [1]
представлять думаю нет необходимости? Еще существует такая вещь как TDB (Track Descriptor Block –—
блок описания трека), среди прочей информации сообщающий мощность лазера и иже с ней. На CD-ROM дисках, ничего подобного разумеется нет. Непосредственно подделать природу CD-ROM диска невозможно, но существует множество утилит, перехватывающих все обращения к приводу и возвращающих то, что "нужно", а не то, что есть на самом деле.
На этом нашуу кратнуюкраткую экскурсию "по зоопарку защитных механизмов" можно считать законченным. Затем, по мере углубления в книгу, каждый из этих эскпонатовэкспонатов
будет рассмотрен во всех подробностяхей.
…обход защиты от копирования совсем не тоже самое, что и нарушение авторских прав! Законы многих стран (в том числе и Российской федерации) явным образом разрешают создание резервных копий лицензионного носителя. В тоже самое время, нет такого закона, который бы запрещал "взлом" легально приобретенного экземпляра программы. Лицензионное соглашение вправе запрещать, что угодно, однако, статуса закона оно не имеет. Нарушая лицензионное соглашение вы автоматически разрываете договор с продавцом программы, а, значит, лишаетесь всех обещанных им льгот и гарантий. Приблизительно тоже самое происходит, когда вы путем замыкания таких-то ножек процессора разблокируете его тактовую частоту.Посадить вас не посадят, но и сожженный процессор (если он вдруг сгорит) вам не обменяют. С другой стороны, распространение взломанных программ уже попадает под статью и потому, лучше не рисковать.
