Java Virtual Machine(Obfuscation and Java) презентация

Содержание

1. Java Virtual Machine(Obfuscation and Java)
2. What it is all about? Идеология Java
3. Java Technology (Введение) Java предложена фирмой SUN
4. What is this all for? H.JAR
5. Путь кода в JAVA b.java b.java a.java
6. OOP (JIC) Moveable SetPosition() ValidatePos() ValidatePos() Figure Draw() SetColor() ValidatePos() 2DPoint Pos
7. CLASS FILE
8. Classfile structure (идеалогия) Программные компоненты Java распространяются
9. Classfile structure (метафора) Каждый classfile – представляет
10. Classfile structure (что содержит) Пул констант Тип
11. Classfile structure (константный пул) Набор записей позволяющих
12. Пример CONSTANT_Methodref_info CONSTANT_Class_info COCONSTANT_NameAndType_info CONSTANT_Utf8_info
13. Attributes SourceFile - описание исходника ConstantValue
14. Methods and attributes method_info {
15. JVM
16. Спецификация JVM В всей полноте описывает «что?» Не описывает «как?»
17. JVM Subsystems Исполняет Собирает мусор Ищет узкие места Ведет статическую предпроверку
18. JVM (структура JAVA машины) Многопоточность Поддержка
19. JVM (структура JAVA машины) JVM –
20. JVM Thread 1 Thread 2 JVM Op Stack Local Variables Parameters Frame3 Runtime constpool
21. MEMORY HEAP Thread 1 JVM Thread 2
22. BYTE code (Концепции) Байткоды имеют опкод в
23. BYTE code (Типы данных) byte - 8-bit
24. BYTE code (типы) Работа с константами Push
25. Size reduction iconst_m1 iconst_n n = if
26. Vierifier invoke virtual Метод ДОЛЖЕН БЫТЬ этого
27. JIT Pros vs Cons Time – 2x-40x
28. Garbage collection (общие мысли) Мусор в Америке
29. Obfuscation
30. Obfuscation and Java Pros Она на самом
31. Decompilers Goto Бывает класс «for» и «synchronized»
32. Decompilers int tmp; tmp = a; a
33. Obfuscation - Names and profiles (Retroguard) GNU GPL Скриптовый
34. Names and profiles (JODE) GNU
35. Names and profiles (SandMark) Работа Аризонского
36. Names and profiles (DashO) Commercial Sun’s
37. Names and profiles
38. Where is more information available? Исчерпывающая информация
39. THE END Спасибо за внимание
40. Q & A Теперь совсем конец

What it is all about? Идеология Java Classfile Константный пул Структура и идеология машины Идеология системы команд байт-кода Обфускация и Java Q&A

Главная
Разное
Java Virtual Machine(Obfuscation and Java)

Слайд 1Java Virtual Machine (Obfuscation and Java)
Пименов Александр
2004

Слайд 2What it is all about?
Идеология Java
Classfile
Константный пул
Структура и идеология машины
Идеология системы

команд байт-кода
Обфускация и Java
Q&A

Слайд 3Java Technology (Введение)
Java предложена фирмой SUN Microsystems
1991 г. James Gosling – язык

Oak
1995 г. Изменение названия на JAVA и выпуск первой реализации - JDK 1.0
1998 г. Платформа Java 2 ( SE, EE, ME)
Java код:
Переносим
Динамичен
Предсказуем
Объектно-ориентированан

Слайд 4What is this all for?

H.JAR
DESKTOP
iPAQ
PALM
SMARTPHONE
CELLPHONE
EMBEDDED
MEDICAL SYSTEM
WEB SERVER
SMART HOUSE

VM

Слайд 5Путь кода в JAVA
b.java
b.java
a.java
JAR
(jar)
ZIP
b. class
b. class
a.class
Compiler
(other)
e.other
e.class
f.png
g.txt
Manifest.mf
Compiler
(javac)
H.JAR
External
Verifier
Obfuscator

Слайд 6OOP (JIC)
Moveable
SetPosition()
ValidatePos()
ValidatePos()
Figure
Draw()
SetColor()
ValidatePos()
2DPoint Pos

Слайд 7CLASS FILE

Слайд 8Classfile structure (идеалогия)
Программные компоненты Java распространяются в виде набора classfile-ов (или их

архивов JAR)
Наследование структуры JAVA
Инкапсуляция
Полная платформонезависимость
Позднее связывание
Динамическая загрузка программных компонентов

Слайд 9Classfile structure (метафора)
Каждый classfile – представляет данные одного класса или интерфейса
Он не

обязан содержать никаких данных о символическом представлении своего класса или интерфейса
Classfile – это полностью стандартизированный поток байт (big-endian)
До критического момента classfile – это просто данные

Classfile

JAVA

Слайд 10Classfile structure (что содержит)
Пул констант
Тип класса (доступ, наследование итп)
Ссылку на класс-предок (суперкласс)
Набор

поддерживаемых интерфейсов
Описания полей
Атрибуты полей
Описания методов
Атрибуты методов
Описания атрибутов

Слайд 11Classfile structure (константный пул)
Набор записей позволяющих разрешать ссылки при связывании и выносить

констнты из кода
Экономит место объединяя одинаковые константы
Хранит
Константы (int, float, long, double, строки UTF8)
Ссылки на символические названия внешних объектов (методов, функций, классов)
Максимальный размер констпула 2^16
Константный пул разрешают в процессе исполнения

Слайд 12Пример
CONSTANT_Methodref_info
CONSTANT_Class_info
COCONSTANT_NameAndType_info
CONSTANT_Utf8_info

Слайд 13Attributes
SourceFile - описание исходника
ConstantValue – описание константы
Code –описание кода
Exceptions –

список исключений кидаемых методом
InnerClasses – список внутрених классов из других пакетов
Synthetic – отметка о том что член класса отсутствовал в исходнике
LineNumberTable – список ссылок на номера строк
LocalVariableTable – список имен локальных переменных
Deprecated – отметка о том что член или класс вытеснен (перегружен)

Слайд 14Methods and attributes

method_info
{
u2 access_flags;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;

u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}

attribute_info
{
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u1 info[attribute_length];
}

Code_attribute
{
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u2 max_stack;
u2 max_locals;
u4 code_length;
u1 code[code_length];
u2 exception_table_length;
{
u2 start_pc;
u2 end_pc;
u2 handler_pc;
u2 catch_type;
} exception_table[exception_table_length];
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}

$Methods and attributesmethod_info { u2 access_flags; u2 name_index; u2 descriptor_index; u2 attributes_count;$

Слайд 15JVM

Слайд 16Спецификация JVM
В всей полноте описывает «что?»
Не описывает «как?»

Слайд 17JVM Subsystems
Исполняет
Собирает мусор
Ищет узкие места
Ведет статическую предпроверку

Слайд 18JVM (структура JAVA машины)
Многопоточность
Поддержка исключений
Модель абстрактной памяти построенной на ссылках на

объекты
Автоматическая сборка мусора
Строгая типизированость предполагается

Слайд 19JVM (структура JAVA машины)
JVM – абстактная стековая машина с локальными переменными
Каждый

поток в JVM имеет свой стек «вызов» заполняемый фреймами
JVM оперирует с:
Стеком операндов (текушие подсчеты)
Локальными переменными + параметрами
Статическими переменными

Слайд 20JVM
Thread 1
Thread 2

JVM Op Stack
Local Variables
Parameters
Frame3
Runtime constpool

Слайд 21MEMORY
HEAP
Thread 1
JVM
Thread 2
FRAME2
ALU
FRAME2
FRAME1
FRAME1
FRAME STACK (call stack)
JVM Op Stack
FRAME1

Слайд 22BYTE code (Концепции)
Байткоды имеют опкод в 8 бит и расширяются байтово
Байткоды имеют

структуру кеширующю пространство
Есть свободные байткоды
Есть сложные и простые байткоды (IS неоднороден)
Со всеми вытекающими
Машина работает с данными размером 8, 32, 64 бита

Слайд 23BYTE code (Типы данных)
byte - 8-bit знаковое целое
short - 16-bit знаковое

целое
int - 32-bit знаковое целое
long - 64-bit знаковое целое
char - 16-bit без знаковое для представления UNICODE
float
double

Слайд 24BYTE code (типы)
Работа с константами
Push байт-коды
Сохранение и загрузка локальных переменных
Pop байт-коды и

работа со стеком
Арифметические операции
Операции сравнения и условных переходов, операции вызовов, операции перехода по таблице
Операция безусловного перехода
Операции загрузки статических и динамических полей
Создания новых объектов, массивов, проверка приведения типов
Броски исключений
Захват и освобождение мониторов
Быстрая проверка на ноль
Длинные переходы и длинные загрузки

Слайд 25Size reduction
iconst_m1
iconst_n
n = if (x < 9 && x > 3)

then x – 3 else OTHER_OPCODE
push (byte)n

push (byte)-1

bipush

sipush

push x

ldc

ldc_w

push CONST_POOL[x]

Слайд 26Vierifier
invoke virtual
Метод ДОЛЖЕН БЫТЬ этого класса или класса предка.
А кто

проверит?
verifier
В runtime

Слайд 27JIT
Pros vs Cons
Time – 2x-40x faster
Memory Overhead – 5x-10x
Compilation
JIT Just-In-Time
AOT Ahead-Of-Time
HI

Hotspot Implementations

Слайд 28Garbage collection (общие мысли)
Мусор в Америке – федеральная собственность
А некоторые считают –

это для склеротиков
Нет нужды явно освобождать память... машина сделает это сама
Представьте себе сервер и утечку памяти в нем...
Если воспринимать исключения как необходимость, надо как необходимость воспринимать и сборку мусора

Слайд 29Obfuscation

Слайд 30Obfuscation and Java
Pros
Она на самом деле необходима
Java машина очень распростанена
Обфускация экономит

место
Cons
Reflection может работать неверно
Идеалогия Java против обфускации

Слайд 31Decompilers
Goto
Бывает класс «for» и «synchronized» в байт-коде но не бывает таких

классов в Java
Что навсегда потеряно, того уж не вернешь. Старые имена и связи не восстановить, если они уничтожены

Слайд 32Decompilers
int tmp;
tmp = a;
a = b;
b = tmp;
iload_0
istore_2
iload_1
istore_0
iload_2
istore_1

iload_0
iload_1
istore_0
istore_1
b = a
a =

Оптимизатор

А бывает они даже разваливаются….

Слайд 33Obfuscation - Names and profiles (Retroguard)
GNU GPL
Скриптовый

Слайд 34Names and profiles (JODE)
GNU GPL
Переименование классов, методов и полей
Удаление отладочной информации

Удаление «мертвого» кода (классов, методов, полей)
Оптимизация выделения локальных переменных
Есть декомпилятор

Слайд 35Names and profiles (SandMark)
Работа Аризонского университета – выполняет watermarking, tamper-proofing и

code obfuscation
Основан на алгоритмах by Venkatesan, Collberg, Stern, and others

Слайд 36Names and profiles (DashO)
Commercial
Sun’s choice
Features
Package/Class/Method/Field renaming using our patented Overload-Induction(tm) renaming

system
Unused Class/Method/Field and constant pool entry removal
Advanced Control Flow Obfuscation
String Encryption
Class and method level optimization to improve JIT performance

Слайд 37Names and profiles

Слайд 38Where is more information available?
Исчерпывающая информация о Java машине содержится в

спецификации SUN и больше мало где:
http://sunsite.nstu.ru/java-stuff/vmspec/
Информация о статистике и classfile
ftp://ftp.cs.arizona.edu/reports/2004/TR04-11.pdf
Различные обфускаторы
http://www.retrologic.com/retroguard-docs.html
http://sandmark.cs.arizona.edu/publications.html
http://www.preemptive.com/products/dasho/Features.html

Слайд 39THE END
Спасибо за внимание

Слайд 40Q & A
Теперь совсем конец

Скачать презентацию

Java Virtual Machine(Obfuscation and Java) презентация

Содержание

Слайд 1Java Virtual Machine (Obfuscation and Java)Пименов Александр2004

Слайд 2What it is all about?Идеология JavaClassfileКонстантный пулСтруктура и идеология машиныИдеология системы

Слайд 3Java Technology (Введение)Java предложена фирмой SUN Microsystems1991 г. James Gosling – язык

Слайд 4What is this all for?H.JARDESKTOPiPAQPALMSMARTPHONECELLPHONEEMBEDDED MEDICAL SYSTEMWEB SERVERSMART HOUSEVM

Слайд 5Путь кода в JAVAb.javab.javaa.javaJAR(jar)ZIPb. classb. classa.classCompiler(other)e.othere.classf.pngg.txtManifest.mfCompiler(javac)H.JARExternalVerifierObfuscator

Слайд 6OOP (JIC)MoveableSetPosition()ValidatePos()ValidatePos()FigureDraw()SetColor()ValidatePos()2DPoint Pos

Слайд 7CLASS FILE

Слайд 8Classfile structure (идеалогия)Программные компоненты Java распространяются в виде набора classfile-ов (или их

Слайд 9Classfile structure (метафора)Каждый classfile – представляет данные одного класса или интерфейсаОн не

Слайд 10Classfile structure (что содержит)Пул константТип класса (доступ, наследование итп)Ссылку на класс-предок (суперкласс)Набор

Слайд 11Classfile structure (константный пул)Набор записей позволяющих разрешать ссылки при связывании и выносить

Слайд 12ПримерCONSTANT_Methodref_info CONSTANT_Class_info COCONSTANT_NameAndType_infoCONSTANT_Utf8_info

Слайд 13AttributesSourceFile - описание исходникаConstantValue – описание константыCode –описание кодаExceptions –

Слайд 14Methods and attributesmethod_info { u2 access_flags; u2 name_index; u2 descriptor_index;

Слайд 15JVM

Слайд 16Спецификация JVMВ всей полноте описывает «что?»Не описывает «как?»

Слайд 17JVM SubsystemsИсполняетСобирает мусорИщет узкие местаВедет статическую предпроверку

Слайд 18JVM (структура JAVA машины)МногопоточностьПоддержка исключенийМодель абстрактной памяти построенной на ссылках на

Слайд 19JVM (структура JAVA машины)JVM – абстактная стековая машина с локальными переменнымиКаждый

Слайд 20JVMThread 1Thread 2JVM Op StackLocal VariablesParametersFrame3Runtime constpool

Слайд 21MEMORYHEAPThread 1JVMThread 2FRAME2ALUFRAME2FRAME1FRAME1FRAME STACK (call stack)JVM Op StackFRAME1

Слайд 22BYTE code (Концепции)Байткоды имеют опкод в 8 бит и расширяются байтовоБайткоды имеют

Слайд 23BYTE code (Типы данных)byte - 8-bit знаковое целое short - 16-bit знаковое

Слайд 24BYTE code (типы)Работа с константамиPush байт-кодыСохранение и загрузка локальных переменныхPop байт-коды и

Слайд 25Size reductioniconst_m1iconst_nn = if (x < 9 && x > 3)

Слайд 26Vierifierinvoke virtualМетод ДОЛЖЕН БЫТЬ этого класса или класса предка. А кто

Слайд 27JITPros vs ConsTime – 2x-40x fasterMemory Overhead – 5x-10xCompilationJIT Just-In-TimeAOT Ahead-Of-TimeHI

Слайд 28Garbage collection (общие мысли)Мусор в Америке – федеральная собственностьА некоторые считают –