Linux系统中软件简单License的实现
概述
目前，很多商用应用系统是运行在Linux系统之上的，为了维护开发者利益，有必要为软件添加license功能，防止软件被盗用和挪用。本文探讨如何在Linux软件中添加license功能，用到的算法是MD5算法。
关键字： MD5
一 目的和思路
设置License就是要将软件和运行该软件的机器进行简单“绑定”，该软件只能在某台指定机器上使用，如果将该软件挪动到其他机器上则无法运行。
根据以上目的，那么思路就很清晰，则我们需要读取该指定机器的某些特征，这里我们只抓取两个特征，即CPU特征和机器MAC地址。
这样，我们需要一个获得机器特征的程序，一个生成license的程序以及在所要加license的程序中嵌入检查license的代码。生成license程序可以是在windows操作系统下编写，也可以在Linux系统下编写，本文只讨论后面一种。
二 关键技术
这里的三个关键技术是获得本机的CPU信息、获得网卡MAC地址信息以及MD5加密。
1. 获得CPU信息
兼容x86的CPU的信息存储在数据结构：
struct cpuinfo_x86 {
__u8 x86; /* CPU family */
__u8 x86_vendor; /* CPU vendor */
__u8 x86_model;
__u8 x86_mask;
char wp_works_ok; /* It doesn't on 386's */
char hlt_works_ok; /* Problems on some 486Dx4's and old 386's */
char hard_math;
char rfu;
int cpuid_level; /* Maximum supported CPUID level, -1=no CPUID */
unsigned long x86_capability[7];
char x86_vendor_id[16];
char x86_model_id[64];
int x86_cache_size; /* in KB - valid for CPUS which support this
call */
int x86_cache_alignment; /* In bytes */
int fdiv_bug;
int f00f_bug;
int coma_bug;
unsigned long loops_per_jiffy;
unsigned char x86_num_cores;
};
中，对于我们来说，只要获得x86_vendor_id和x86_model_id两项信息即可，前者记录的是CPU的制造商的信息，后者记录CPU的记录信息。在Linux下，可以通过以下代码获得：
static inline void
cpuid(int op, unsigned int *eax, unsigned int *ebx,
unsigned int *ecx, unsigned int *edx)
{
__asm__("cpuid"
: "=a" (*eax),
"=b" (*ebx),
"=c" (*ecx),
"=d" (*edx)
: "0" (op));
}
static unsigned int
get_cpu_id()
{
unsigned int *v;
cpuid(0x00000000, &cpu_info.cpuid_level,
(int *)&cpu_info.x86_vendor_id[0],
(int *)&cpu_info.x86_vendor_id[8],
(int *)&cpu_info.x86_vendor_id[4]);
v = (unsigned int *) cpu_info.x86_model_id;
cpuid(0x80000002, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
cpuid(0x80000003, &v[4], &v[5], &v[6], &v[7]);
cpuid(0x80000004, &v[8], &v[9], &v[10], &v[11]);
return 0;
}
这样，CPU的信息就存储在cpu_info中。
2. 获得MAC地址
网卡信息是存储在数据结构：
struct ifconf ifc;
中，该结构包含在头文件
#include <net/if.h>
中，在编写代码时需要将它包含。获得MAC地址的代买如下：
#define IFRSIZE ( ( int )( size * sizeof( struct ifreq ) ) )
static int
get_mac_addr(void)
{
int sockfd, size = 1;
if (0 > (sockfd = socket( AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_IP))) {
logit(LOG_SYS, LEVEL_ERR, "get_mac_addr: cannot open socket.\n" );
return -1;
}
ifc.ifc_req = NULL;
do {
++size;
/* realloc buffer size until no overflow occurs */
if (NULL == (ifc.ifc_req = realloc( ifc.ifc_req, IFRSIZE))) {
logit(LOG_SYS, LEVEL_ERR, "get_mac_addr: out of memory.\n" );
return -1;
}
ifc.ifc_len = IFRSIZE;
if (ioctl(sockfd, SIOCGIFCONF, &ifc)) {
logit(LOG_SYS, LEVEL_ERR, "get_mac_addr: ioctl SIOCFIFCONF");
return -1;
}
} while (IFRSIZE <= ifc.ifc_len);
ifr = ifc.ifc_req;
for (; ( char * )ifr < ( char * )ifc.ifc_req + ifc.ifc_len; ++ifr) {
if (ifr->ifr_addr.sa_data == ( ifr + 1 )->ifr_addr.sa_data) {
continue; /* duplicate, skip it */
}
if ( ioctl( sockfd, SIOCGIFFLAGS, ifr ) ) {
continue; /* failed to get flags, skip it */
}
/* printf( "Interface: %s\n", ifr->ifr_name );*/
if ( 0 == ioctl( sockfd, SIOCGIFHWADDR, ifr)) {
switch ( ifr->ifr_hwaddr.sa_family ) {
case ARPHRD_NETROM:
case ARPHRD_ETHER:
case ARPHRD_PPP:
case ARPHRD_EETHER:
case ARPHRD_IEEE802:
break;
default:
/* printf( "\n" );*/
continue;
}
mac_addr = ( unsigned char * )&ifr->ifr_addr.sa_data;
if ( mac_addr[0] + mac_addr[1] + mac_addr[2] + mac_addr[3]
+ mac_addr[4] + mac_addr[5] ) {
return 0;
} else {
return -1;
}
}
/* printf( "\n" ); */
} /* end of for */
close(sockfd);
return 0;
}
这样，MAC地址就放在mac_addr中，mac_addr 的定义是：
unsigned char *mac_addr;
3. MD5算法加密
MD5算法其实是一个用来产生随机数的算法，已经有了现成的源码（在RFC中有详细描述），它最主要的接口主要是函数：
UINT4B md_32(char *string, int length)
该函数传入一串字符串，然后返回一个32字节的带符号位整型数。这里，字符串的内容可以是任意的，而一旦内容固定，那么返回的整型数就是唯一的。于是，我们就可以利用这个函数来验证输入的字符串的正确性。
四 流程
1. 生成license
首先是获得CPU信息，则通过上述代码，将CPU信息存入cpu_info。
其次是获得MAC地址，则通过上述代码，将MAC地址存入mac_addr中，
最后就是调用函数md_32，获得一个随机数，将该随机数写入到某个文件，可以称之为验证码，那么该文件即生成为license文件。
2. 验证license
验证license的一部分步骤和生成license是一模一样的，即验证时，也需要先读取CPU和MAC地址信息，然后也通过md_32函数生成一个验证码。此时，验证过程需要读入license文件中的数字，然后将两者进行比较，如果相同，则表示license正确，可以继续以下流程，如果不一样，则表明license出现问题，程序终止。
五 拓展
1. 加入其他限制
因为生成license的原理是通过一个字符串生成一个验证码，于是，这个字符串的内容是可以任意修改的。也就是说，可以根据需要加入一些限制条件。
例如，要限制某个程序的最大网络连接数为200，那么就可以加入200这个数字在字符串中，生成一个新的验证码，而在license文件中写入类似：max_conns = 200的内容。当验证license时，验证流程读入max_conns的值作为全局变量，同时再通过计算license的验证码是否正确。一旦正确，那么max_conns的值（200）就成为程序的一个全局变量，可以用它来限制最大连接数。如果有人修改了license文件，使得max_conns的值发生变化，那么验证过程根据新的max_conns值所得到的验证码就跟license文件的验证码不一样，这样验证不过关，表示license文件是错误的。
另外，在license中加入验证时间的有效性也是常用的方法。
2. 生成license文件的变化
上面讨论的生成license和验证license的过程，都是在Linux操作系统中生成的。在生成license时，因为CPU和MAC地址的关系，必须在同一台机器上操作，这样带来了很大不方面，而且不利于保密。
一个改进的办法是，将生成license文件的过程拆成两个步骤：
第一步，将获得的CPU和MAC地址信息放入一个文件；
第二步，将文件传递到某个平台，由该平台生成license文件。
这样的好处是，生成license文件的执行程序可以是Linux系统的，也可以是Windows系统下的，而且不需要在同一台机器上运行。
附录的源码就是这样一个过程。
（相关附录的源码放在http://laopang.vip.sina.com/articles/own/Tech/linux.license.rar)