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加密Windows CE系统

[文章信息]

作者:	付林林
时间:	2004-12-19
出处:	天极网
责任编辑:	方舟

[文章导读]

Windows CE提供了一种机制，使定制操作系统内核的开发者能够保护自己定制的内核，加入了这中机制后

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[正文]

　　付林林：

　　2001年计算机专业毕业。从毕业起一直从事软件开发工作。目前从事 Windows CE 下操作系统内核定制和应用程序开发。在实际工作中积累了CE下开发的一些经验。希望和 CE 下开发者交流、探讨，更希望你们能不吝赐教。我的EMail：windowsce@tom.com

　　进入作者专栏

　　本文作者将在天极社区嵌入式开发版回答读者的疑问。

　　一直留意我著的文章的网友没有忘记，我在《让自己编写的DLL加载到 Slot1》文章中向所有阅读这篇文章的网友询问一个问题，关于signfile.exe的参数key container的设置问题，至今没有人回答我。不过最近我已经自己研究搞定。经过实验，实现了CE提供的可信任环境。"可信任环境"说通俗一点就是让你定制的CE内核启动后，只能运行内核包含的EXE、DLL模块和签名过的EXE、DLL模块，非签名EXE、DLL无法运行。"可信任环境"保证了你的内核的安全性，防止其他人非法研究你的内核或者非法在其上运行EXE、DLL。在讲述这个技术之前，请允许我先罗嗦几句。

　　目前在国内有十多家网站转载了我的部分文章（大多数非我授权），而读者不能阅读到我所有的文章。在此我强调一点，我只在www.yesky.com和www.vckbase.com开设专栏，只有专栏中的文章才是最全的，到撰稿为止我在专栏中发表的文章数量算本篇文章一共有27篇。这27篇文章都是无偿地提供给这两家网站。我的专栏的链接地址如下：
yesky：http://www.yesky.com/SoftChannel/72340168526266368/20040908/1851586.shtml
vckbase：http://www.vckbase.com/vckbase/columnist/fllsoft

　　下面开始讲解。Windows CE提供了一种机制，使定制操作系统内核的开发者能够保护自己定制的内核，加入了这中机制后，所有nk.bin解开的模块（EXE、DLL、OCX）都能够正常运行，存放在永久存储器上的模块在开发者数字签名后也能够运行，而没有数字签名的模块则不能运行。读者有兴趣可以查看CE帮助文档中标题为《Create a Trusted Environment》的文章。言简意赅，下面就开始讲解如何实现可信任环境。

　　1、得到钥容器

　　得到钥容器（key container）的方法是调用Win32 Security API。先得到CSP（cryptographic service provider），再得到key container。默认的CSP为Microsoft Base Cryptographic Provider。默认的key container以当前登录用户名为名称。如果你熟悉加密方面知识的话可以另外调用其他CSP。在此我们以Microsoft Base Cryptographic Provider默认的key container为signfile需要的钥容器。

　　2、对模块签名

　　signfile.exe用于对模块签名。这个文件在CE安装目录里（包括源码）可以找到，下面是参数说明：

　　　-o<out filename> 输出签名数据到指定的文件
　　　-k<CAPI key container> 指定CAPI 钥容器
　　　-p<output C file to hold CAPI public key > 输出公钥到指定文件（内容为一个C语言数组）
　　　-s<string to sign and embed in signature> 嵌入指定字符
　　　-a 在指定的PE格式的文件中附加签名数据
　　　-f<PEFile > 要签名的文件（EXE、DLL）

　　假如我们要将myproc.exe签名，假设我们以fulinlin名字在桌面windows 上登录，那么在命令行输入如下命令：

signfile -fmyproc.exe -a -kfulinlin -pmyproc.txt

　　上面参数告诉signfile.exe 用钥容器fulinlin中的私钥将文件myproc.exe签名，并且将公钥存放到名为myproc.txt的文件中。加密具体过程很复杂，我对加密不了解，只能理解到这么低级的程度。如果说错了希望读者指教。

　　3、编写检验函数

　　编写检验函数前请参考CE的帮助文档中标题为《Verifying a Signature》的文章。我们只需要把这篇文章中最下面的代码复制到CE安装目录下定义OEMInit函数的.c文件中。因为我的调试平台属于X86系列，所以定义OEMInit函数是在cfwpc.c文件中。为了使读者能够简单弄懂这个机制，我把相关函数、变量做一个简单说明，如下：

////初始化公钥函数
extern BOOL InitPubKey(const BYTE *KeyBlob, DWORD cbKeyBlob);

/////这两个指针是在loader.c文件中定义的，loader.c实现加载器的功能，加载模块（EXE、DLL）。这两个指针指向两个函数，pOEMLoadInit
////指向的函数的功能是：每当加载一个模块的时候这个函数决定是否需要验证。TRUE表示需要，FALSE不需要。pOEMLoadModule指向的
////函数的功能是：验证将要加载的模块是否具有合法的签名。有三个返回值，具体请看帮助文档。
extern OEMLoadInit_t pOEMLoadInit;
extern OEMLoadModule_t pOEMLoadModule;

/////以"CertifyModule"开头的函数为系统自带的验证函数。有了这三个函数你就不用去了解加密知识了。
extern BOOL CertifyModuleInit(void);
extern BOOL CertifyModule(PBYTE pbBlock, DWORD cbBlock);
extern BOOL CertifyModuleFinal(PBYTE *ppbSignData, PDWORD pcbSignData);

　　注意公钥数据g_bSignPublicKeyBlob，要把signfile导出的公钥覆盖代码中原有的g_bSignPublicKeyBlob 。

　　4、编译并测试

　　用PB打开一个内核工程，进入命令行状态（菜单open build release directory）。键入"build -c"和"sysgen i486oal"，因为cfwpc.c是i486oal.lib的一部分。之后重新编译内核。测试方法是把任何一个CE下运行的EXE复制一份，一份不改变，另一份由signfile签名。然后把这两个文件复制到永久存储器上运行。测试结果签名的能运行，而不签名的不能运行（弹出对话框显示"找不到XXX（或它的某一个组件）。请确认......"）。