Механизмы защиты
В этой главе рассматриватся различные механизмыанатомия защит от несанкционированного копирования CD с объяснением принципов их работы, примерами программной реализации и демонстрацией как эти защиты могут быть нейтрализованы.
Классификация защит (или здесь не вам Англия – копать надо глубже): Классифицировать защиты от несанкционированного доступа можно по разным критериям (на редкость умная фраза, конечно, но надо же как-то начать).
Наиболее важными из них является следующие:
q стойкость ко взлому (копируется штатным копировщиком; копируется специализированным копировщиком или допускает эмуляцию защищенного носителя; не копируется в автоматическом режиме вообще);
q принцип защиты (нестандартная разметка диска; привязка к физическим характеристикам конкретного носителя);
q степень совместимости с программно/аппаратной средой (защитный механизм полностью соответствует стандарту и совместим со всем стандартным оборудованием; защитный механизм формально не нарушает стандарт, но закладывается на никем не гарантированные особенности реализации оборудования; защитный механизм явно нарушает стандарт, закладываясь на вполне определенный модельный ряд оборудования);
q уровень реализации (программный —– создание мастер-диска осуществляет на штатном оборудовании; аппаратный —– создание мастер-диска требует специального оборудования);
q интерфейс взаимодействия с приводом (стандартная библиотека языков Си и/или Паскаль; API операционной системы; низкоуровневый доступ к оборудованию);
q объект защиты (защита от копирования всего диска целиком, защита от пофайлового копирования, защита цифрового "грабежа" аудио контента).
Что касается стойкостиь ко взлому, то: абсолютной защиты от копирования оптических носителей не существует, да и не может существовать в принципе, поскольку, коль скоро диск можно прочитать, можно его и скопировать.
Конечно, при наличии достойной аппаратной защиты, насильно вмонтированной в чипсет привода, процедура взлома рискует оказаться весьма непростой, а то и вовсе нереализуемый на штатном оборудовании. Но что помешает хакеру модифицировать прошивку своего привода или внести в него определенные конструктивные изменения, заблокировав защиту? Достаточно вспомнить нашумевшую историю с чипами MOD чипами, чтобы все иллюзии держателей авторских прав рассеялись словно дым.
Бороться с профессиональными взломщиками —– абсолютно бессмысленно. Этотй бой еще не выигрывал еще никто. Чем стремительнее совершенствуются защитные механизмы, тем соблазнительнее выглядит их взлом. Даже самые совершенные защиты ломаются —– это только вопрос времени, стимула и вложенных во взлом денег (а финансовый потенциал пиратов поистине безграничен —– имейте ввиду).
Поэтому защищаться следует не от хакеров, а от квалифицированных пользователей. По минимуму, защищенный диск не должен копироваться никакими штатными копировщиками (Ahead Nero, Roxio Easy CD Creator), а по максимуму —– и специализированными копировщиками защищенных дисков тоже (Alcohol 120%, Clone CD). Впрочем, некопируемость бывает она очень разной бывает. Физические дефекты поверхности на бытовом оборудовании не копируются в принципе, но легко имитируются искажением контрольной суммы сектора, которая, впрочем, умными защитами элементарно распознается (правда, для этого защита должна спуститься с уровня API на несколько ступень вглубь, получив прямой доступ к железу, что не есть хорошо в плане конфликтности и безопасности).
Еще сложнее справиться с эмуляцией оригинального носителя. Некоторые продвинутые копировщики (например, Alcohol 120%Алкоголь) создают виртуальный привод, ведущий себя точь-в-точь как защищенный диск, старательно воспроизводя все ну, или практически все, физические характеристики поверхности. Отсюда: трудоемкость копирования оригинального носителя определяется отнюдь не сложностью имитации тех или иных ключевых особенностей, ано скрытностью их размещения.
Другими словами, необходимо найти такой набор отличительных признаков, факт присутствия которого было бы чрезвычайно трудно обнаружить. Хорошим кандидатом на эту роль выглядят каналы подкода нечитаемых секторов —– в силу конструктивных особенностей оптических приводов, точность позиционирования на субканальные данные невелика и результат SCSI/ATAPI-команды READ SUBCHANNEL не только непредсказуем, но еще и не воспроизводим! При каждом ее выполнении она возвращает субканальные данные сектора N ± d + k, где N —– адрес запрошенного сектора, d —– случайная, а k —– систематическая погрешность привода. Таким образом, на "грабеж" субканальных данных всех секторов уйдет очень много времени, а, если, субканальные данные умышленно перепутаны и/или искажены, задача их копирования становится вообще нереальной. Скопировать такой диск практически невозможно —– ни существующими, ни последующими копировщиками.
Стойкость защиты к битовому взломуbit-hack'у в общем-то не критична. Какой бы "крутой" она не была, ее все равно взломают —– был бы стимул! Поэтому речь идет лишь о затруднении копирования оригинальных носителей штатными или хакерскими средствами. А как можно затруднить копирование?
Во времена господства MS-DOS и 3,5"/5,25" накопителей на гибких магнитных дисках (или приводов floppy) широко использовалась такие приемы защиты, как нестандартная разметка диска и создание трудновоспроизводимых дефектов диска, которые могли быть реализованы как на аппаратном, так и на программном уровне. Под "аппаратным" уровнем в данном контексте понимается нестандартное оборудование, используемое для записи защищенного диска (например, устройство, формирующее лазерные метки, путем испарения магнитного покрытия в строго определенных местах или же банальный конденсатор перменной емкости (КПЕ), подключенный параллельно к кварцу для изменения его частоты, а, значит, и длины дорожки). "Программные" же методики защиты ограничивались лишь штатным оборудованием, значительно снижая накладные расходы на тиражирование оригинальных дисков (при небольших партиях это было весьма актуально).
Самое забавное, что стойкость аппаратных защит была ничуть не выше программных и все они ломались программными методами, зачастую в полностью автоматическом режиме.
Вообще говоря, все существующие методики защиты лазерных дисков можно разделить на два типа:
q нестандартная разметка диска;
q и привязка к физическим характеристикам конкретного носителя.
Защиты первого типа живут за счет нарушения стандартов, в то время как подавляющее большинство "честных" программ эти самые стандарты стараются соблюдать. В результате, защищенный диск не может быть скопирован штатным способом, на что держатели авторских прав, собственно, и рассчитывают. Идея нестандартных разметок не нова и широко использовалась еще во времена "древних" компьютеров таких как "Амига", , "Спектурмов" и прочих древних компьютеров. Устоять против "человека -с -мозгами" такая защита все равно не могла, а вот проблемы, которые она вызывала у легальных пользователей, уже давно вошли в анналы. Любое, даже самое незначительное отступление от стандартов, лишает вас всяких гарантий того, что диск вообще будет читаться! Большое количество разнородного оборудования, присутствующего на рынке, не позволяет протестировать защищенные диски на всех существующих моделях приводов, а, значит, есть риск, что обладатели не протестированных моделей столкнуться с серьезными проблемами. И с ростом тяжести нарушения стандарта, этот риск многократно усиливается.
Рис. 61.1. Классификация защитных механизмов
Защита диска от проигрывания в компьютерных приводах CD-ROM, так же называемая защитой от цифрового воспроизведения —– самый гнусный тип защиты из всех защитных механизмов вообще. Основная цель защиты —– предотвратить несанкционированное копирование диска и его "грабеж" в MP3, в тоже самое время никак не препятствуя его нормальному проигрыванию. Очевидно, что требования, предъявляемые к защите, взаимоисключающие, поскольку, воспроизведение аудиодиска в общем случае его "грабеж" и есть.
Куда подаются "сграбленные" данные (на вход ЦАП или MP3-компрессора) это уже не суть важно, т. к. провод не сообщает диску через какие электронные цепи он его читает (со своим завтраком не разговаривают!)
Правда, на практике все обстоит не совсем так. Бытовые аудио проигрыватели и компьютерные приводы CD-ROM имеют множество конструктивных различий и по разному интерпретируют одну и туже информацию, записанную на CD. Да и сами компьютерные приводы CD-?—ROM'ы'ы чаще всего воспроизводят аудиодиски через специальный аудио-тракт, природа которого заметно отличается от цифрового канала чтения данных. Таким образом, создание защитного механизма сводится к преднамеренному внесению в структуру диска таких искажений, которые бы проявлялись лишь в режиме цифрового "грабежа" данных, а во всех остальных случаях оставались незамеченными.
Как уже говорилось ранеевыше, любые искажения структуры диска, выходящие за рамки стандарта, делают диск нестандартным, а поведение нестандартных дисков на произвольном оборудовании —– непредсказуемо! Причем, обработка нестандартных аудиодисков значительно отличается от обработки нестандартных дисков с данными. Защитный механизм, помещенный в исполняемый файл и, по сути своей являющийся программой, знает все об искажениях формата защищенного диска и знает как его следует обрабатывать. От читающего провода требуется лишь одно —– не мешать и делать то, и только то, что ему скажут. Аудиодиск, обрабатывающийся микропрограммой самого привода, — – это совсем другое дело, ибо представляет не исполняемый код, ано данные и эти данные приходится обрабатывать внешней
программе ("прошивке" привода), которая спроектирована в соответствии со стандартом и любые отклонения от данного вправе трактовать как "non-audio disk or no disk present". Огромное количество "разношерстной" цифровой техники чрезвычайно затрудняет задачу тестирования защитных механизмов на совместимость.
и…
Фактически защита от копирования аудиодисков превращается в защиту от их воспроизведения. Зачастую такие диски отказываются работать даже на обыкновенных аудио плеерах, не говоря уже про компьютерные приводы CD-ROM'ы'ы, на которых если они и воспроизводятся то только через аудио тракт, который мало помалу уже начинает отмирать. Так операционные системы Windows 2000 илиK Windows /XP во всю используют цифровое воспроизведение аудиодисков, а на Mac'ах это, судя по слухам, и вовсе их основной режим. Не собираясь рассуждать о достоинствах цифрового воспроизведения перед аналоговым (это тема совсем другой книги), отметим лишь то, что каждый пользователь вправе сам выбирать наиболее предпочтительный способ прослушивания. А потому, взлом таких защит не то что незаконное, но даже благородное дело!
Компания PHILPS (один из изобретателей технологии CDкомпактов) открыто выступает против любых нарушений стандарта и запрещает маркировать защищенные диски логотипом "CD". Законодательство многих стран (в том числе и России) придерживается такого же мнения. Защищенный нестандартным форматом диск должен содержать недвусмысленное предупреждение, что приобретаемыйая вами кусок пластика только с виду похожа на компакт- диск, но в действительности таковым не является.
Ностальгия
"Во времена Спектрума с дисководом (9х годы) одна фирма, которая выпускала компьютерныйх журнал (не могу вспомнить название за давностью событий) придумала вот что —– на микросхему контроллера дисковода подается определенная тактовая частота, исходя из которой он и оперирует. А поскольку метод записи там MFM, т. е. FM, то от частоты зависит длина дорожки. Обычно (если я правильно помню) длина дорожки была около 6200 байт (это неформатированная длина). Так вот —– эта фирма (наверное, скорее – группа товарищсчей :) делала на диске дорожку длиной, например, 5000 байт (т. е. меньше). За счет ФАПЧ в контроллере она читалась вполне нормально, но длина в 5000 байт сохранялась.
Так вот — такую защиту скопировать было невозможно на стандартном компьютере (это понятно). Но я как раз-то писал именно копировщик таких защищенных дисков… :) И придумал соответственно на время копирования такой — дорожки подключать параллельно кварцу в контроллере КПЕ, крутя который следовало добиваться нужной длины (на экране все отображалось)" Bob Johnson
