在線激活流程研究

在世界范圍內(nèi)，軟件的盜版問(wèn)題都是個(gè)令程序員苦惱的問(wèn)題。相應(yīng)的，很多反盜版的措施也就應(yīng)運(yùn)而生。其中以輸入序列號(hào)、激活碼的產(chǎn)品激活策略應(yīng)用最為廣泛。本文就從流程的角度粗略的描述一下這個(gè)過(guò)程。之所以文章的題目沒(méi)有寫(xiě)成“算法研究”，實(shí)在是因?yàn)槲业乃惴ㄌ肆恕?/p>

首先當(dāng)然是老規(guī)矩，回顧歷史。

1.黑暗時(shí)代

最早采用軟件注冊(cè)流程的，并不是公認(rèn)的被盜版大戶(hù)微軟。微軟早期的銷(xiāo)售策略是向PC廠商按照CPU數(shù)量收費(fèi)。在linux出現(xiàn)之前，能在Intel x86上運(yùn)行的OS基本只有MS的Dos。所以在最初階段，廠商雖然對(duì)這種被戲稱(chēng)為“微軟稅”的收費(fèi)頗有些看法，但卻不得不接受。因此，Dos是沒(méi)有反盜版策略的，因?yàn)橄嚓P(guān)的錢(qián)，已經(jīng)由廠商支付了。這種收費(fèi)模式和今天的GPS的收費(fèi)模式類(lèi)似，美國(guó)軍方只向生產(chǎn)GPS芯片的公司收費(fèi)，而全球只有數(shù)家公司獲得技術(shù)可以生產(chǎn)該芯片。而這筆費(fèi)用對(duì)一般消費(fèi)者來(lái)說(shuō)是透明的。

這種情況一直延續(xù)到90年代初，當(dāng)其他的Dos替代品出現(xiàn)之后，微軟的這種做法便有壟斷之嫌。在經(jīng)歷了一系列的法律官司之后，其銷(xiāo)售策略逐步過(guò)度到了今天的狀況。但正是這七八年的功夫，奠定了微軟的王朝霸業(yè)。

所以第一批采用軟件注冊(cè)流程的，是其他的商業(yè)公司或者共享軟件的作者，其中尤以后者居多。因?yàn)檫@個(gè)時(shí)代PC還是很昂貴的奢侈品，雖然名為個(gè)人電腦，但擁有的人卻并不多。很少有大公司為PC寫(xiě)代碼。

早期的軟件注冊(cè)流程通常是這樣的：

用戶(hù)將錢(qián)交給共享軟件作者時(shí)，會(huì)從他手里獲得密碼，然后輸入密碼，即可運(yùn)行。在我印象中，采用這種方法最典型的是當(dāng)時(shí)的一款Dos游戲——軒轅劍外轉(zhuǎn)：楓之舞。游戲開(kāi)始前，你需要完成一個(gè)拼圖游戲，回答程序隨機(jī)提問(wèn)的三塊拼圖的顏色。而答案就在每個(gè)正版用戶(hù)都會(huì)獲得的一張彩色圖片上。

這種方法顯然是相當(dāng)不安全的。如果這張圖被人泄露了，那整個(gè)機(jī)制就會(huì)失去作用。事實(shí)上，當(dāng)時(shí)就有同學(xué)靠強(qiáng)記的方法，完全背下了所有的拼圖顏色。用窮舉方式破解，運(yùn)算量也不大。只不過(guò)它采用隨機(jī)提問(wèn)的方式，避免了人腦的窮舉而已。

2.封建時(shí)代

一元密碼，玩到楓之舞的地步，基本上也就黔驢技窮了。于是類(lèi)似于用戶(hù)名、密碼之類(lèi)的二元密碼出現(xiàn)了。

二元密碼從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)可以表示如下：

密碼P = F（用戶(hù)名U）

F表示相關(guān)的算法。只有符合F算法的P和U，才能通過(guò)程序的驗(yàn)證。如果對(duì)U做一些限制和變換，防止破解者的明文窮舉攻擊，以及F足夠復(fù)雜的話，這種方法的安全性還是不錯(cuò)的，至少在不知道匹配的P和U的情況下，窮舉已經(jīng)不太可行了。即使是現(xiàn)在，絕大多數(shù)的軟件注冊(cè)，仍然采用這種方法。但這種方法也有缺點(diǎn)，首先無(wú)法防止一個(gè)軟件拷貝，在多臺(tái)機(jī)器上使用。其次只要有一對(duì)合法的P和U被泄露，這個(gè)機(jī)制就被破了。

3.城堡時(shí)代

現(xiàn)在比較流行的在線注冊(cè)方法，實(shí)際上是一種三元密碼。典型的就是windows的在線激活方式。在這種方式下，用戶(hù)獲得正版軟件的時(shí)候，會(huì)得到一個(gè)序列號(hào)。輸入序列號(hào)之后，程序會(huì)生成能標(biāo)識(shí)用戶(hù)機(jī)器的特征碼，這個(gè)碼通常稱(chēng)作“注冊(cè)碼”。程序?qū)⑿蛄刑?hào)和注冊(cè)碼發(fā)送到服務(wù)器，如果是合法用戶(hù)的話，會(huì)返回一個(gè)激活碼，從而完成認(rèn)證過(guò)程。這個(gè)過(guò)程也可以通過(guò)電話等手工方式完成。

具體的流程如下圖所示：

1)序列號(hào)的生成。序列號(hào)肯定是要包含產(chǎn)品信息的，通常將這種不變的東西叫做特征值。但是序列號(hào)不是一個(gè)而是一批，如何生成呢？這就需要隨機(jī)數(shù)的介入了。舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子，假設(shè)我們使用橢圓方程來(lái)創(chuàng)建序列號(hào)，那么就可以將特征值定為長(zhǎng)軸a和短軸b，使用隨機(jī)數(shù)作為x（當(dāng)然這里的x可能存在一定的有效定義域），根據(jù)方程生成相對(duì)應(yīng)的y。我們就可以將y當(dāng)作序列號(hào)了。只要x符合一定的規(guī)則，不是連續(xù)的，那么生成的y也就不是連續(xù)的。換句話說(shuō)，不是隨便一個(gè)號(hào)都是合法的序列號(hào)。這個(gè)步驟通常是用專(zhuān)門(mén)的序列號(hào)生成工具完成的。

2)注冊(cè)碼的生成。選取能夠唯一標(biāo)識(shí)用戶(hù)的設(shè)備硬件信息，如網(wǎng)卡的MAC號(hào)、硬盤(pán)編號(hào)、手機(jī)IMEI號(hào)等。通過(guò)算法F2，生成注冊(cè)碼。為了防止對(duì)注冊(cè)碼編碼方式的破解，可以讓序列號(hào)也參與計(jì)算，這樣即使同一機(jī)器上，序列號(hào)不同，注冊(cè)碼也不同。

3)激活碼的生成與驗(yàn)證。服務(wù)器端將激活碼和注冊(cè)碼，通過(guò)算法F3，生成激活碼。由于引入了服務(wù)器，我們可以很容易的知道某個(gè)序列號(hào)是否已經(jīng)被使用了，從而有效的防止一號(hào)多用。程序通過(guò)算法F4，從激活碼中獲得特征值，如果該值與該產(chǎn)品的特征值一致的話。整個(gè)驗(yàn)證步驟就結(jié)束了。

4.帝王時(shí)代

道和魔的斗爭(zhēng)永無(wú)止境。但是隨著軟件免費(fèi)，服務(wù)收費(fèi)模式的興起。越來(lái)越多的軟件開(kāi)始放棄使用反盜版措施。所以或許這個(gè)帝王時(shí)代也就是故事的終點(diǎn)了。

芯片雜燴

我接觸到的芯片分門(mén)別類(lèi)羅列如下：

類(lèi)別名稱(chēng)廠家

Low MCU（追求低價(jià)）	LPC4088	NXP
Hi MCU（追求性能）	ASAP1826T	alphascale
	MDM9215M	Qualcomm
Wifi Low Power SOC	QCA4002	Qualcomm Atheros
	RTL8711AF	Realtek
	ESP8266	Espressif(樂(lè)鑫)
BLE SOC	QN9021	NXP
Wifi SOC	RTL8881AB	Realtek
	MT7620A	MTK
Nand Flash	MT29F4G08ABBEAH4	Micron Technology
	HY27UF081G2A	Hynix
Wifi Audio	RTL8871AM	Realtek
	RT5350F	Ralink
	AR9331	Qualcomm Atheros
	ATV3603	炬力
Audio Codec	WM8728	Wolfson
	TAS5731M	Texas Instruments
	MAX5556	MAXIM

軟件濾波算法

限幅濾波法

方法：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值（設(shè)為A），每次檢測(cè)到新值時(shí)判斷：如果本次值與上次值之差<=A，則本次值有效，如果本次值與上次值之差>A，則本次值有效，放棄本次值，用上次值代替本次值。

優(yōu)點(diǎn)：能有效克服因偶然要素惹起的脈沖干擾。

缺點(diǎn)：無(wú)法抑制那種周期性的干擾，平滑度差。

中位值濾波法

方法：連續(xù)采樣N次（N取奇數(shù)），把N次采樣值按大小陳列，取中位值（第

(N?1)2 個(gè)值）為本次有效值。

優(yōu)點(diǎn)：能有效克服因偶然要素惹起的波動(dòng)干擾，對(duì)變化緩慢的被測(cè)參數(shù)有良好的濾波效果。

缺點(diǎn)：對(duì)快速變化的參數(shù)不宜。

算術(shù)平均濾波法

方法：連續(xù)取N個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算，N值較大時(shí)：信號(hào)平滑度較高，但靈敏度較低；N值較小時(shí)：信號(hào)平滑度較低，但靈敏度較高。

優(yōu)點(diǎn)：適用于對(duì)普通具有隨機(jī)干擾的信號(hào)進(jìn)行濾波，這樣信號(hào)的特點(diǎn)是有一個(gè)平均值，信號(hào)在某一數(shù)值范圍附近上下波動(dòng)。

缺點(diǎn)：對(duì)于測(cè)量速度較慢或要求數(shù)據(jù)計(jì)算速度較快的實(shí)時(shí)控制不適用，比較浪費(fèi)RAM 。

遞推平均濾波法（又稱(chēng)滑動(dòng)平均濾波法）

方法：把連續(xù)取的N個(gè)采樣值看成一個(gè)隊(duì)列，隊(duì)列的長(zhǎng)度固定為N，每次采樣到一個(gè)新數(shù)據(jù)放入隊(duì)尾，并扔掉原來(lái)隊(duì)首的一次數(shù)據(jù)(先進(jìn)先出) 。把隊(duì)列中的N個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算，就可獲得新的濾波結(jié)果。

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)周期性干擾有良好的抑制效用，平滑度高，適用于高頻振蕩系統(tǒng)。

缺點(diǎn)：靈敏度低，對(duì)偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制效用較差，不易消弭由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差，不適用于脈沖干擾比較嚴(yán)重的場(chǎng)合，比較浪費(fèi)RAM。

中位值平均濾波法（又稱(chēng)防脈沖干擾平均濾波法）

方法：相當(dāng)于“中位值濾波法”+“算術(shù)平均濾波法”，連續(xù)采樣N個(gè)數(shù)據(jù)，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值，然后計(jì)算N-2個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。。

優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消弭由于脈沖干擾所惹起的采樣值偏差。

缺點(diǎn)：測(cè)量速度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣，比較浪費(fèi)RAM。

限幅平均濾波法

方法：相當(dāng)于“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”，每次采樣到的新數(shù)據(jù)先進(jìn)行限幅處理，再送入隊(duì)列進(jìn)行遞推平均濾波處理。

優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消弭由于脈沖干擾所惹起的采樣值偏差。

缺點(diǎn)：比較浪費(fèi)RAM。

一階滯后濾波法

方法：取a=0~1，本次濾波結(jié)果=(1-a)本次采樣值+a上次濾波結(jié)果。

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)周期性干擾具有良好的抑制造用，適用于波動(dòng)頻率較高的場(chǎng)合。

缺點(diǎn)：相位滯后，靈敏度低，滯后程度取決于a值大小，不能消弭濾波頻率高于采樣頻率的1/2的干擾信號(hào)。

加權(quán)遞推平均濾波法

方法：這是對(duì)遞推平均濾波法的改進(jìn)，即不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)，通常是，越接近現(xiàn)時(shí)刻的材料，權(quán)取得越大，給予新采樣值的權(quán)系數(shù)越大，則靈敏度越高，但信號(hào)平滑度越低。

優(yōu)點(diǎn)：適用于有較大純滯后事件常數(shù)的對(duì)象和采樣周期較短的系統(tǒng)。

缺點(diǎn)：對(duì)于純滯后事件常數(shù)較小，采樣周期較長(zhǎng)，變化緩慢的信號(hào)，不能迅速反應(yīng)系統(tǒng)當(dāng)前所受干擾的嚴(yán)重程度，濾波效果差。

消抖濾波法

方法：設(shè)置一個(gè)濾波計(jì)數(shù)器，將每次采樣值與當(dāng)前有效值比較：如果采樣值等于當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器清零。如果采樣值不等于當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器+1，并判斷計(jì)數(shù)器能否>=下限N(溢出)，如果計(jì)數(shù)器溢出，則將本次值交換當(dāng)前有效值，并清計(jì)數(shù)器。

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于變化緩慢的被測(cè)參數(shù)有較好的濾波效果，可避免在臨界值附近控制器的反復(fù)開(kāi)/關(guān)跳動(dòng)或顯示器上數(shù)值抖動(dòng)。

缺點(diǎn)：對(duì)于快速變化的參數(shù)不宜，如果在計(jì)數(shù)器溢出的那一次采樣到的值恰好是干擾值，則會(huì)將干擾值當(dāng)作有效值導(dǎo)入系統(tǒng)。

限幅消抖濾波法

方法：相當(dāng)于“限幅濾波法”+“消抖濾波法”，先限幅后消抖。

優(yōu)點(diǎn)：承繼了“限幅”和“消抖”的優(yōu)點(diǎn)，改進(jìn)了“消抖濾波法”中的某些缺陷，避免將干擾值導(dǎo)入系統(tǒng)。

缺點(diǎn)：對(duì)于快速變化的參數(shù)不宜。

IIR數(shù)字濾波

方法：確定信號(hào)帶寬，濾之。

Y(n)=a1?Y(n?1)+a2?Y(n?2)+...+ak?Y(n?k)+

b0?X(n)+b1?X(n?1)+b2?X(n?2)+...+bk?X(n?k)

B優(yōu)點(diǎn)：高通，低通，帶通，帶阻任意。design簡(jiǎn)單(用matlab）。

C缺點(diǎn)：運(yùn)算量大。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的在线激活流程研究, 芯片杂烩, 软件滤波算法的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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