🛡️ VMPacker

Система защиты ARM64 ELF на основе виртуальной машины

Преобразует нативные инструкции ARM64 в пользовательский байт-код ВМ для защиты кода на уровне функций

🇨🇳 中文文档 • Возможности • Архитектура • Быстрый старт • Использование • Лицензия

Обзор

VMPacker — это система защиты с помощью виртуальной машины (VMP) для ARM64 (AArch64) Linux ELF-бинарных файлов. Она декодирует нативные инструкции ARM64 целевой функции в промежуточное представление, преобразует их в пользовательский байт-код ВМ и внедряет встроенный интерпретатор ВМ в ELF-файл. Во время выполнения защищённые функции исполняются интерпретатором ВМ вместо нативного выполнения.

Основная концепция

ARM64 Native Code  →  Decode  →  Translate  →  Custom VM Bytecode
                                                      ↓
                    Original ELF  ←  Inject  ←  VM Interpreter Stub

Возможности

🔄 Движок трансляции инструкций

63 инструкции ВМ — охватывают ALU, память, ветвления, системные вызовы и другое
Таблично-управляемый декодер — сопоставление с образцом на основе справочника архитектуры ARM
Поддерживается 121 инструкция ARM64 (100% покрытие базового A64), включая:
- Арифметика/Логика (ADD, SUB, MUL, AND, ORR, EOR, LSL, LSR, ASR, MVN, BIC, ORN, EON...)
- Умножение с расширением (MADD, MSUB, SMADDL, SMSUBL, UMADDL, UMSUBL, SMULH, UMULH, UDIV, SDIV)
- Перемещение данных (MOV, MOVZ, MOVK, MOVN)
- Доступ к памяти (LDR, STR, LDP, STP, LDPSW, LDADD, CAS, LDAR, STLR, LDAXR, STLXR — различной ширины и режимов адресации)
- Управление ветвлениями (B, BL, BR, BLR, RET, B.cond, CBZ/CBNZ, TBZ/TBNZ)
- Условный выбор (CSEL, CSINC, CSINV, CSNEG, CCMP, CCMN)
- Битовые поля (UBFM, SBFM, BFM, EXTR)
- Битовые операции (CLZ, CLS, RBIT, REV, REV16, REV32)
- Арифметика с переносом (ADC, ADCS, SBC, SBCS)
- Загрузка/сохранение SIMD (LD1, ST1)
- Системные/барьерные инструкции (SVC, MRS, MSR, ADRP/ADR, DMB, DSB, ISB, HLT, BRK, PRFM)

🔐 Многоуровневая защита

🖥️ Графический интерфейс

Кроссплатформенное десктопное приложение на Wails v2 (Go + Vue 3)
Компоненты UI Element Plus
Выбор функций по символам + ручной ввод функции (защита по диапазону адресов)
Защита одной кнопкой с выводом логов в реальном времени

Архитектура

vmp/
├── cmd/vmpacker/          # Точка входа CLI
│   ├── main.go            # Разбор аргументов CLI + оркестровка
│   └── vm_interp.bin      # Скомпилированный интерпретатор ВМ (GCC, go:embed)
│
├── pkg/                   # Основная библиотека Go
│   ├── arch/arm64/        # Поддержка архитектуры ARM64
│   │   ├── decoder.go     # Таблично-управляемый декодер инструкций (реализует vm.Decoder)
│   │   ├── decode_*.go    # Таблицы шаблонов декодирования (DP-IMM/DP-REG/Branch/LdSt)
│   │   ├── translator.go  # Транслятор ARM64 → байт-код ВМ
│   │   ├── tr_alu.go      # Трансляция ALU-инструкций
│   │   ├── tr_branch.go   # Трансляция инструкций ветвления
│   │   ├── tr_loadstore.go # Трансляция инструкций работы с памятью
│   │   ├── tr_bitfield.go # Трансляция инструкций битовых полей
│   │   └── tr_special.go  # Специальные инструкции (ADRP/ADR)
│   ├── vm/                # Определения ISA ВМ
│   │   ├── types.go       # Общие типы + интерфейсы (Decoder/Translator/Packer)
│   │   ├── opcodes.go     # 58+ определений опкодов ВМ (случайно отображаемые значения)
│   │   └── disasm.go      # Дизассемблер байт-кода ВМ
│   └── binary/elf/        # Манипуляции с ELF-бинарными файлами
│       ├── packer.go      # Внедрение VMP в ELF (перехват PT_NOTE, генерация трамплина)
│       └── trampoline.go  # Генерация кода трамплина
│
├── stub/                  # Интерпретатор ВМ на C (скомпилирован в PIC плоский бинарник)
│   ├── vm_interp_clean.c  # Основной цикл интерпретатора + точки входа
│   ├── vm_types.h         # Контекст ЦП ВМ (vm_ctx_t)
│   ├── vm_opcodes.h       # Определения опкодов на C (синхронизированы с opcodes.go)
│   ├── vm_decode.h        # Утилиты чтения байт-кода
│   ├── vm_token.h         # Кодирование/декодирование токена + таблица дескрипторов
│   ├── vm_dispatch.h      # Таблица косвенной диспетчеризации
│   ├── vm_crc.h           # Проверка целостности CRC32
│   ├── vm_sections.h      # Макросы разброса секций обработчиков
│   ├── vm_interp.lds      # Скрипт компоновщика
│   └── vm_handlers/       # Модульные обработчики инструкций
│       ├── h_alu.h        # Арифметические/логические операции
│       ├── h_mem.h        # Доступ к памяти
│       ├── h_branch.h     # Ветвления/переходы
│       ├── h_cmp.h        # Сравнения/условные операции
│       ├── h_mov.h        # Перемещение данных
│       ├── h_stack.h      # Стек (PUSH/POP)
│       └── h_system.h     # Системные операции (SVC/MRS/BLR/BR/RET)
│
├── vmp-gui/               # Фронтенд GUI Wails
│   ├── frontend/          # Vue 3 + Element Plus
│   └── backend/           # Привязки бэкенда на Go
│
└── build/                 # Предварительно скомпилированные инструменты + тестовые артефакты

Модульная конструкция

Проект использует интерфейсно-ориентированную модульную архитектуру, что упрощает расширение на новые ISA и бинарные форматы:

// Интерфейс архитектурного декодера — расширяемый для x86, RISC-V
type Decoder interface {
    Decode(raw uint32, offset int) Instruction
    InstName(op int) string
}

// Интерфейс транслятора байт-кода
type Translator interface {
    Translate(instructions []Instruction) (*TranslateResult, error)
}

// Интерфейс инжектора бинарных форматов — расширяемый для PE, Mach-O
type Packer interface {
    Process() error
}

Конвейер защиты

graph LR
    A[Входной ELF] --> B[Найти целевую функцию]
    B --> C[Извлечь инструкции ARM64]
    C --> D[Декодировать ARM64]
    D --> E[Транслировать в байт-код ВМ]
    E --> F[XOR-шифрование байт-кода]
    F --> G[Внедрить интерпретатор ВМ]
    G --> H[Сгенерировать трамплин]
    H --> I[Заменить вход функции]
    I --> J[Выходной защищённый ELF]

Быстрый старт

Предварительные требования

Go 1.21+
GCC (aarch64-linux-gnu-gcc) — для компиляции заглушки
Linux ARM64 или среда кросс-компиляции

Установка

git clone https://github.com/LeoChen-CoreMind/VMPacker.git
cd VMPacker
make all

Использование

Защита по имени функции

# Защита одной функции
./vmpacker -func check_license -v -o protected.elf original.elf

# Защита нескольких функций
./vmpacker -func "check_license,verify_token" -v -o protected.elf original.elf

Защита по диапазону адресов

# Указать диапазон адресов
./vmpacker -addr "0x4006AC-0x400790:main" -v -o protected.elf original.elf

# Смешанный режим
./vmpacker -addr "0x4006AC-0x400790:main" -func verify -o protected.elf original.elf

Просмотр информации об ELF

./vmpacker -info input.elf

Параметры CLI

Сборка

Компиляция заглушки интерпретатора ВМ

# Стандартная сборка (GCC)
aarch64-linux-gnu-gcc -Os -nostdlib -fPIC -ffreestanding \
  -o stub.elf stub/vm_interp_clean.c \
  -T stub/vm_interp.lds
aarch64-linux-gnu-objcopy -O binary stub.elf vm_interp.bin

Компиляция инструмента CLI

go build -o vmpacker ./cmd/vmpacker/

Сборка GUI

cd vmpacker
make gui

Справочник по ISA ВМ

VMPacker определяет пользовательскую архитектуру набора команд (ISA) с случайно отображаемыми значениями опкодов для повышения сложности обратной разработки.

📖 Полную таблицу опкодов с деталями кодирования см. в китайской документации.

Категории инструкций

План развития

Полная интеграция GUI — Полная интеграция GUI ↔ бэкенд защиты
Гибридный режим — Частичное нативное выполнение + частичная защита ВМ
Динамическое отображение опкодов — Генерация уникального отображения ISA для каждого запуска защиты

Участие в разработке

Вклад приветствуется! Пожалуйста, следуйте этим рекомендациям:

Форкните репозиторий
Создайте ветку для функции: git checkout -b feature/new-arch
Закоммитьте изменения: git commit -m 'feat: add x86_64 decoder'
Отправьте ветку: git push origin feature/new-arch
Создайте Pull Request

Соглашение о коммитах

Мы следуем Conventional Commits:

feat: Новая функция
fix: Исправление ошибки
refactor: Рефакторинг кода
docs: Документация
test: Тесты

Лицензия

Этот проект лицензирован под AGPL-3.0 License.

Почему AGPL-3.0:

✅ Сильное копилефт — любые модификации или производные работы должны быть открытыми под той же лицензией
✅ Положение о сетевом использовании — предоставление функциональности этого ПО в качестве сетевой услуги также требует раскрытия исходного кода
✅ Защищает основные технологии — предотвращает закрытое коммерческое использование движка защиты
✅ Дружелюбно к сообществу — бесплатно для изучения, исследований и улучшений; улучшения должны быть возвращены обратно
✅ Коммерческое лицензирование — для закрытого коммерческого использования свяжитесь с автором для получения коммерческой лицензии

⚠️ Отказ от ответственности

ДАННОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ «КАК ЕСТЬ», БЕЗ КАКИХ-ЛИБО ГАРАНТИЙ, ЯВНЫХ ИЛИ ПОДРАЗУМЕВАЕМЫХ, ВКЛЮЧАЯ, НО НЕ ОГРАНИЧИВАЯСЬ, ГАРАНТИЯМИ ТОВАРНОЙ ПРИГОДНОСТИ, ПРИГОДНОСТИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЁННОЙ ЦЕЛИ И НЕНАРУШЕНИЯ ПРАВ. НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ АВТОРЫ ИЛИ ДЕРЖАТЕЛИ АВТОРСКИХ ПРАВ НЕ НЕСУТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗА КАКИЕ-ЛИБО ПРЕТЕНЗИИ, УБЫТКИ ИЛИ ИНУЮ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ, ВОЗНИКШИЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ДОГОВОРА, ДЕЛИКТА ИЛИ ИНЫМ ОБРАЗОМ, СВЯЗАННЫЕ С ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ ИЛИ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ.

Этот проект предназначен для обеспечения легитимной защиты интеллектуальной собственности разработчиков программного обеспечения, помогая защищать основные алгоритмы и критически важный код в коммерческом ПО от несанкционированной обратной разработки или кражи.

Предупреждение для пользователей:

При использовании этого программного обеспечения вы должны соблюдать все применимые законы и нормативные акты вашей юрисдикции

Строго запрещается использовать это ПО в любых незаконных целях, включая, но не ограничиваясь: разработкой вредоносного ПО, обходом проверок безопасности, нарушением прав интеллектуальной собственности других лиц или нарушением безопасности компьютерных систем

Автор(ы) не несут ответственности за любые прямые или косвенные последствия, возникшие в результате использования этого ПО любым лицом

Загружая, используя или распространяя это ПО, вы подтверждаете, что прочитали и согласны с вышеуказанными условиями

Автор

LeoChen — @LeoChen-CoreMind

Защита ВМ	Пользовательская ISA	Случайное отображение опкодов — обратные инженеры не могут напрямую определить семантику инструкций
OpcodeCryptor	Шифрование опкода для каждой инструкции	`enc[pc] = op[pc] ^ (key ^ (pc * 0x9E3779B9))`
Реверсирование байт-кода	Обратный порядок выполнения	Инструкции хранятся в обратном порядке; интерпретатор обходит их в обратную сторону
Токеновый вход	Трамплин из 3 инструкций	Исходная функция заменяется токенизированным входом, скрывающим фактическое местоположение байт-кода
Косвенная диспетчеризация	Таблица переходов по указателям на функции	Заполняется во время выполнения в стеке, нарушая перекрёстные ссылки IDA


_{Список функций}	_{Анализ и выбор}	_{Параметры защиты}

_{Логи в реальном времени}	_{Защита завершена}

`-func`	—	Имя(ена) функции для защиты (через запятую)
`-addr`	—	Защита по адресу (`0xSTART-0xEND[:name]`)
`-o`	`input.vmp`	Путь к выходному файлу
`-v`	`false`	Подробный вывод (показать дизассемблирование)
`-strip`	`true`	Удалить таблицу символов
`-debug`	`false`	Создать файл отладки соответствия ARM64 → байт-код ВМ
`-token`	`true`	Токенизированный режим входа
`-info`	`false`	Только вывод информации об ELF

Перемещение данных	3	MOV_IMM64, MOV_IMM32, MOV_REG
Арифметика/Логика	21	ADD, SUB, MUL, XOR, AND, OR, SHL, SHR, ASR, NOT, ROR, UMULH + варианты _IMM
Доступ к памяти	8	LOAD/STORE 8/16/32/64
Ветвления/Переходы	13	JMP, JE, JNE, JL, JGE, JGT, JLE, JB, JAE, JBE, JA, TBZ, TBNZ
Сравнения	6	CMP, CMP_IMM, CCMP_REG, CCMP_IMM, CCMN_REG, CCMN_IMM
Стек	2	PUSH, POP
Системные/Специальные	8	NOP, HALT, RET, CALL_NATIVE, CALL_REG, BR_REG, SVC, MRS
SIMD	2	VLD16, VST16
Всего	63

Популярное

VMPacker