اختراق البرمجيات

اختراق البرامج (المعروف باسم "كسر الحماية" في الغالب خلال ثمانينيات القرن الماضي ^{[ 1 ]} ) هو عملية إزالة حماية النسخ من برنامج ما . ^{[ 2 ]} يمكن إزالة حماية النسخ باستخدام أداة اختراق محددة . قد تعني أداة الاختراق أي أداة تُمكّن من كسر حماية البرنامج، أو مفتاح منتج مسروق ، أو كلمة مرور مُخمنة. يتضمن اختراق البرامج عمومًا التحايل على قيود الترخيص والاستخدام المفروضة على البرامج التجارية بطرق غير قانونية. تشمل هذه الطرق تعديل الشفرة مباشرةً من خلال تفكيكها وتعديلها، أو مشاركة مفاتيح المنتجات المسروقة، أو تطوير برامج لتوليد مفاتيح التفعيل . ^{[ 3 ]} من أمثلة أدوات الاختراق : تطبيق رقعة برمجية أو إنشاء مولدات أرقام تسلسلية مُهندسة عكسيًا تُعرف باسم مولدات المفاتيح ، وبالتالي تجاوز تسجيل البرنامج ودفع ثمنه، أو تحويل نسخة تجريبية/عرض توضيحي من البرنامج إلى برنامج كامل الوظائف دون دفع ثمنه. ^{[ 4 ]} يساهم اختراق البرامج في ازدياد القرصنة الإلكترونية ، حيث يتم توزيع البرامج المقرصنة على المستخدمين النهائيين ^{[ 2 ]} من خلال مواقع مشاركة الملفات مثل BitTorrent و One click hosting (OCH)، أو عبر تنزيلات Usenet ، أو عن طريق تنزيل حزم من البرامج الأصلية مع برامج الاختراق أو مولدات المفاتيح. ^{[ 4 ]}

تُعرف بعض هذه الأدوات باسم مولد المفاتيح ، أو التصحيح ، أو المحمل ، أو برنامج الاختراق بدون قرص . مولد المفاتيح هو مولد أرقام تسلسلية يدوي الصنع، وغالبًا ما يتيح إمكانية توليد أرقام تسلسلية صالحة باسم المستخدم. أما التصحيح فهو برنامج حاسوبي صغير يُعدّل شيفرة الآلة لبرنامج آخر. وهذا يُتيح للمخترق ميزة عدم تضمين ملف تنفيذي كبير في الإصدار عند تغيير بضعة بايتات فقط. ^{[ 5 ]} يُعدّل المحمل مسار بدء تشغيل البرنامج، ولا يُزيل الحماية، بل يتجاوزها. ^{[ 6 ] [ 7 ]} ومن الأمثلة المعروفة على المحمل برنامج التدريب المستخدم للغش في الألعاب. ^{[ 8 ]} أشارت شركة Fairlight في أحد ملفات .nfo الخاصة بها إلى أن هذا النوع من برامج الاختراق غير مسموح به في إصدارات ألعاب مجتمع البرامج المقرصنة . ^{[ 9 ] [ 6 ] [ 10 ]} وقد أظهرت حرب نووية أن الحماية قد لا تُفعّل في أي مرحلة حتى يكون برنامج الاختراق صالحًا. ^{[ 11 ]}

يرتبط اختراق البرامج ارتباطًا وثيقًا بالهندسة العكسية ، إذ تتشابه عملية اختراق تقنية حماية النسخ مع عملية الهندسة العكسية. ^{[ 12 ]} يُعدّ توزيع النسخ المقرصنة غير قانوني في معظم الدول، وقد رُفعت دعاوى قضائية بشأن اختراق البرامج. ^{[ 13 ]} قد يكون استخدام البرامج المقرصنة قانونيًا في بعض الحالات. ^{[ 14 ]} مع ذلك، فإن الموارد التعليمية للهندسة العكسية واختراق البرامج قانونية ومتاحة على شكل برامج Crackme .

إنتاج البرمجيات مكلف بطبيعته، لكن نسخها وتوزيعها رخيصان. لذا، سعى منتجو البرمجيات عمومًا إلى تطبيق شكل من أشكال الحماية من النسخ قبل طرحها في السوق. في عام ١٩٨٤، علّق ليند هانتسمان، رئيس قسم تطوير البرمجيات في شركة فورماستر، المتخصصة في حماية البرمجيات، قائلاً: "لم يبقَ أي نظام حماية بمنأى عن اختراق المبرمجين الماهرين لأكثر من بضعة أشهر". ^{[ ٢ ]} وفي عام ٢٠٠١، جادل دان س. والاش، الأستاذ بجامعة رايس ، قائلاً: "لطالما وجد أولئك المصممون على تجاوز الحماية من النسخ طرقًا للقيام بذلك، وسيظلون يفعلون". ^{[ ١٥ ]}

كان معظم مخترقي البرامج الأوائل من هواة الحاسوب، وغالبًا ما شكلوا مجموعات تتنافس فيما بينها في اختراق البرامج ونشرها. وكان يُنظر إلى كسر نظام حماية النسخ الجديد بأسرع وقت ممكن على أنه فرصة لإظهار التفوق التقني، وليس وسيلة لكسب المال. لم يستفد مخترقو البرامج عادةً ماديًا من أفعالهم، وكان دافعهم هو التحدي نفسه المتمثل في إزالة الحماية. ^{[ 2 ]} كان بعض الهواة ذوي المهارات المتدنية يأخذون برامجًا مخترقة بالفعل ويعدلون سلاسل نصية غير مشفرة فيها لتغيير الرسائل التي تظهر للاعب في اللعبة، وغالبًا ما كانت هذه الرسائل تُعتبر مبتذلة. وكان تحميل النسخ المعدلة على شبكات مشاركة الملفات مصدرًا للضحك للمستخدمين البالغين. بدأت مجموعات المخترقين في ثمانينيات القرن الماضي بالترويج لأنفسهم ومهاراتهم من خلال إرفاق شاشات متحركة تُعرف باسم مقدمات الاختراق في البرامج التي قاموا باختراقها ونشرها. ^{[ 16 ]} وبمجرد أن توسعت المنافسة التقنية من تحديات الاختراق إلى تحديات إنشاء مقدمات مذهلة بصريًا، تم وضع أسس ثقافة فرعية جديدة تُعرف باسم مشهد العروض التوضيحية . بدأ مشهد العروض التجريبية (Demoscene) بالانفصال عن مشهد البرامج المقرصنة غير القانونية (warez) خلال التسعينيات، ويُعتبر الآن ثقافة فرعية مختلفة تمامًا. وقد تطور العديد من مُخترقي البرامج لاحقًا ليصبحوا مهندسين عكسيين بارعين للغاية؛ إذ تُمكّنهم معرفتهم العميقة بلغة التجميع، اللازمة لاختراق أنظمة الحماية، من إجراء هندسة عكسية لبرامج التشغيل ، ونقلها من برامج تشغيل ثنائية فقط لنظام ويندوز إلى برامج تشغيل مزودة بشفرة مصدرية لنظام لينكس وأنظمة تشغيل مجانية أخرى . ونظرًا لأن الموسيقى ومقدمات الألعاب كانت جزءًا لا يتجزأ من تجربة الألعاب، فقد اكتسبت صيغة الموسيقى والرسومات شعبية كبيرة عندما أصبحت الأجهزة في متناول المستخدم المنزلي.

مع ظهور الإنترنت ، أنشأ مخترقو البرامج منظمات سرية على الإنترنت. وفي النصف الثاني من التسعينيات، كان موقع Fravia الإلكتروني أحد أكثر المصادر الموثوقة للمعلومات حول "هندسة الحماية العكسية للبرامج" .

في عام 2017، بدأت مجموعة من مخترقي البرامج مشروعًا للحفاظ على برامج Apple II عن طريق إزالة حماية النسخ . ^{[ 17 ]}

تأسست جامعة الاختراق العالي (+HCU) على يد أولد ريد كراكر (+ORC)، الذي يُعتبر عبقريًا في الهندسة العكسية وشخصية أسطورية في هندسة الشيفرة العكسية (RCE)، بهدف تطوير البحث في هذا المجال. وقد قام أيضًا بالتدريس وتأليف العديد من الأوراق البحثية حول هذا الموضوع، وتُعتبر مؤلفاته من الكلاسيكيات في هذا المجال، وهي قراءة إلزامية لطلاب هندسة الشيفرة العكسية. ^{[ 18 ]}

كانت إضافة علامة "+" قبل اسم المستخدم في برنامج الهندسة العكسية دلالة على عضويته في +HCU. وكان من بين طلاب +HCU نخبة من أفضل مهندسي البرمجيات العكسية لنظام ويندوز على مستوى العالم. ^{[ 18 ]} وكانت +HCU تنشر مسألة جديدة في الهندسة العكسية سنويًا، ويتأهل عدد قليل من أصحاب أفضل الإجابات للحصول على مقعد دراسي في الجامعة. ^{[ 18 ]}

كان فرافيا أستاذًا في جامعة HCU. عُرف موقعه الإلكتروني باسم "صفحات فرافيا للهندسة العكسية"، واستخدمه لتحدي المبرمجين وعامة المجتمع لـ"فك شفرة" "غسيل الدماغ الناتج عن النزعة المادية الفاسدة والمتفشية". في أوج ازدهاره، استقبل موقعه ملايين الزوار سنويًا، وكان تأثيره واسع النطاق. ^{[ 18 ]} كما احتفظ فرافيا على موقعه بقاعدة بيانات للدروس التعليمية التي أنشأها طلاب جامعة HCU للأجيال القادمة. ^{[ 19 ]}

في الوقت الحاضر، انتقل معظم خريجي جامعة HCU إلى نظام لينكس، بينما بقي عدد قليل منهم يعملون في مجال هندسة البرمجيات العكسية لنظام ويندوز. وقد أعاد جيل جديد من الباحثين والممارسين في مجال هندسة البرمجيات العكسية اكتشاف المعلومات الموجودة في الجامعة، وبدأوا مشاريع بحثية جديدة في هذا المجال. ^{[ 18 ]}

أكثر أساليب اختراق البرامج شيوعًا هو تعديل الملف التنفيذي لتطبيق ما، بهدف التسبب في تنفيذ فرع رئيسي محدد أو منعه. ويتم ذلك عن طريق الهندسة العكسية لرمز البرنامج المُجمَّع باستخدام مصحح أخطاء مثل x64dbg أو SoftICE أو OllyDbg ^{أو GDB} أو ^MacsBug ، حتى يصل مخترق البرنامج إلى الروتين الفرعي الذي يحتوي على الطريقة الأساسية لحماية البرنامج (أو عن طريق تفكيك ملف تنفيذي باستخدام برنامج مثل IDA ). ثم يُعدَّل الملف التنفيذي باستخدام مصحح الأخطاء أو محرر سداسي عشري ^مثل HIEW ^{أو أداة} مراقبة ^، بحيث يستبدل رمز العملية المتفرعة السابق بمكمله أو برمز عملية NOP، ^مما يجعل الفرع الرئيسي إما يُنفِّذ دائمًا روتينًا فرعيًا محددًا أو يتجاوزه. وتُعدّ جميع أساليب اختراق البرامج الشائعة تقريبًا نوعًا مختلفًا من هذا النوع. يُطلق على جزء من التعليمات البرمجية ^الذي يجب عدم الدخول إليه اسم "الولد السيئ"، بينما يُطلق على الجزء الذي يجب اتباعه اسم "الولد الجيد". ^{[ 23 ]}

يُواصل مطورو البرامج الاحتكارية تطوير تقنيات مثل إخفاء الشيفرة ، والتشفير ، والشيفرة ذاتية التعديل، لجعل تعديل الملفات الثنائية أكثر صعوبة. ^{[ 24 ]} ومع ذلك، لا يزال المطورون يواجهون صعوبة في مكافحة اختراق البرامج. ويعود ذلك إلى شيوع قيام المحترفين بنشر ملفات EXE أو Retrium Installer مُخترقة بشكل بسيط للتحميل العام، مما يُغني المستخدمين غير المتمرسين عن محاولة اختراق البرنامج بأنفسهم.

من الأمثلة المحددة على هذه التقنية برنامج اختراق يُزيل فترة انتهاء صلاحية النسخة التجريبية المحدودة المدة لتطبيق ما. عادةً ما تكون هذه البرامج عبارة عن برامج تُعدّل الملف التنفيذي للبرنامج، وأحيانًا المكتبات المشتركة المرتبطة به، وتُسمى عملية تعديل الملفات الثنائية الأصلية بالتصحيح. ^{[ 12 ]} تتوفر برامج اختراق مماثلة للبرامج التي تتطلب مفتاحًا ماديًا . كما يمكن للشركات كسر حماية النسخ للبرامج التي اشترتها بشكل قانوني ولكنها مرخصة لأجهزة معينة، بحيث لا يكون هناك خطر توقف الخدمة بسبب عطل في الأجهزة (وبالطبع، لا حاجة لتقييد تشغيل البرنامج على الأجهزة المشتراة فقط).

تتمثل إحدى الطرق الأخرى في استخدام برامج متخصصة مثل CloneCD لفحص استخدام تطبيقات الحماية التجارية ضد النسخ. بعد اكتشاف البرنامج المستخدم لحماية التطبيق، يمكن استخدام أداة أخرى لإزالة الحماية من البرنامج الموجود على القرص المضغوط أو قرص DVD . وهذا قد يُمكّن برامج أخرى مثل Alcohol 120% أو CloneDVD أو Game Jackal أو Daemon Tools من نسخ البرنامج المحمي إلى القرص الصلب للمستخدم. ومن تطبيقات الحماية التجارية الشائعة التي يمكن فحصها SafeDisc و StarForce . ^{[ 25 ]}

في حالات أخرى، قد يكون من الممكن فك تجميع برنامج للوصول إلى شفرة المصدر الأصلية أو شفرة على مستوى أعلى من شفرة الآلة . غالبًا ما يكون هذا ممكنًا مع لغات البرمجة النصية واللغات التي تستخدم الترجمة الفورية (JIT) . مثال على ذلك هو اختراق (أو تصحيح) البرامج على منصة .NET، حيث يمكن التلاعب بلغة CIL لتحقيق الاحتياجات المطلوبة. تعمل شفرة بايت جافا أيضًا بطريقة مماثلة، حيث توجد لغة وسيطة قبل تجميع البرنامج لتشغيله على شفرة الآلة الخاصة بالمنصة . ^{[ 26 ]}

يتطلب الهندسة العكسية المتقدمة لأنظمة الحماية مثل SecuROM و SafeDisc و StarForce و Denuvo وجود مخترق، أو العديد من المخترقين، لقضاء وقت أطول بكثير في دراسة نظام الحماية، والعثور في النهاية على كل ثغرة داخل كود الحماية، ثم برمجة أدواتهم الخاصة "لفك تغليف" الحماية تلقائيًا من الملفات التنفيذية (.EXE) وملفات المكتبة (.DLL).

توجد العديد من المواقع الإلكترونية التي تتيح للمستخدمين تحميل برامج مقرصنة (كراكس) من إنتاج مجموعات القرصنة لألعاب وتطبيقات شهيرة (مع وجود خطر الإصابة ببرامج ضارة تُوزع أحيانًا عبر هذه المواقع). ^{[ 27 ]} ورغم أن هذه البرامج المقرصنة تُستخدم من قِبل مشتري البرامج الشرعيين، إلا أنه يُمكن استخدامها أيضًا من قِبل الأشخاص الذين قاموا بتحميل أو الحصول على نسخ غير مرخصة (غالبًا عبر شبكات مشاركة الملفات ).

أدى اختراق البرامج إلى انتشار البرامج المقرصنة في جميع أنحاء العالم ( قرصنة البرامج ). وتشير التقديرات إلى أن الولايات المتحدة خسرت 2.3 مليار دولار أمريكي في برامج تطبيقات الأعمال عام 1996. وكانت معدلات قرصنة البرامج مرتفعة بشكل خاص في دول أفريقية وآسيوية وشرق أوروبية وأمريكا اللاتينية. في بعض الدول، مثل إندونيسيا وباكستان* وبنغلاديش والكويت والصين والسلفادور، ^{[ 28 ]} كانت 90% من البرامج المستخدمة مقرصنة. ^{[ 29 ]}

• الهندسة العكسية
• هجمات إعادة تكوين النظام
• مقدمة كراك
• مشهد العروض
• ووناكراي