更改在 C++(C) 程序中定义的数字，而无需再次编译源代码答案

【问题标题】：Changing a number defined in a C++(C) program without compiling the source again更改在 C++(C) 程序中定义的数字，而无需再次编译源代码
【发布时间】：2017-11-02 00:20:03
【问题描述】：

假设我有一个打印数字的简单程序：

#include <iostream>
int unique_id = 112233;
int main()
{
    std::cout << unique_id;
    return 0;
}

然后我将它编译成a.exe 之类的东西。现在我想创建另一个打开a.exe 并将unique_id 更改为其他内容的应用程序。有可能吗？
由于某些限制，我不会将参数传递给程序。

顾名思义，我想使用unique_id 来唯一标识我的程序正在运行的位置。但我不想为 1000 个客户编译我的程序 1000 次。我知道我可以使用硬盘序列号，但在虚拟机中，这个序列号可能会被省略。我知道我可以使用 CPU 序列号，但我在 S.O 帖子中读到此序列号已被弃用。我知道我也可以使用 MAC 地址 :)，但是可以轻松更改该地址。所以我决定将唯一 ID 放在 exe 文件本身中。

【问题讨论】：

“有可能吗？”没有。
有可能，但超出了语言的范围。
编译时常量不要使用全部大写的标识符，这是反模式。
如果您知道已编译二进制文件的结构并让您的程序编辑此结构，则可能。相当脆弱。
你为什么问？请激发你的问题....实际常数是什么，它的目的是什么？

标签： c++ windows

【解决方案1】：

考虑到您添加到问题中的动机，您可以简单地让 exe 从 .txt 文件中读取 id，然后为每个客户提供一个带有 exe 的不同 .txt 文件。

或者，等效地，您可以创建一个具有返回 id 的函数的 DLL（或您的平台的等效项），并且只为每个客户重新编译 DLL。

【讨论】：

【解决方案2】：

一般情况下，如果不重新编译，您将无法更改任何内容。

在实践中，在非常有限的情况下，您可能会修补您的二进制文件。这主要是特定于处理器（以及特定于可执行格式和特定于 ABI）的，并且较少依赖于您的特定操作系统版本（例如，如果它适用于 Windows 9，它也适用于 Windows 10）。

^{（但是，我不知道也从未使用过 Windows；我只使用 Linux；您应该根据您的操作系统调整我的答案）}

所以在某些情况你可能会对你的二进制可执行文件进行逆向工程。如果你有 C 源代码，你可以让你的编译器发出汇编代码（例如，用gcc -O -fverbose-asm -S 和GCC 编译）。然后您可以反汇编您的可执行文件，并使用二进制或十六进制编辑器更改包含该常量的机器代码。

这并不总是有效，因为机器指令（及其大小）可能取决于常量的大小（位大小）。

举个简单的例子，在 C 语言中，对于 GCC 7，在 Linux/x86-64 上，考虑以下 C 文件：

 /// A, B, C are preprocessor symbols defined as integers
 int f(int x) { 
   if (x > 0)
     return A*x + B;
   return C;
 }

如果我用 gcc -fverbose-asm -S -O -DA=12751 -DB=32 -DC=11 e.c 编译它，我会得到：

    .type   f, @function
f:
.LFB0:
    .cfi_startproc
# e.c:3:   if (x > 0)
    testl   %edi, %edi  # x
    jle .L3 #,
# e.c:4:     return A * x + B;
    imull   $12751, %edi, %edi  #, x, tmp90
    leal    32(%rdi), %eax  #, <retval>
    ret
.L3:
# e.c:5:   return C;
    movl    $11, %eax   #, <retval>
# e.c:6: }
    ret
    .cfi_endproc
.LFE0:
    .size   f, .-f

但如果我这样做 gcc -S -O -fverbose-asm -DA=12753 -DB=32 -DC=10 e.c 我会得到

    .type   f, @function
f:
.LFB0:
    .cfi_startproc
# e.c:3:   if (x > 0)
    testl   %edi, %edi  # x
    jle .L3 #,
# e.c:4:     return A * x + B;
    imull   $12753, %edi, %edi  #, x, tmp90
    leal    32(%rdi), %eax  #, <retval>
    ret
.L3:
# e.c:5:   return C;
    movl    $10, %eax   #, <retval>
# e.c:6: }
    ret

确实，在上述情况下，我可以修补二进制文件（我需要在机器代码中找到 12751 和 11 常量；在这种情况下可行但很乏味）。

现在，让我们试试 A 是 2 的小幂，比如 16，C 是 0，所以 gcc -S -O -fverbose-asm -DA=16 -DB=32 -DC=0 e.c:

f:
.LFB0:
    .cfi_startproc
# e.c:4:     return A * x + B;
    leal    2(%rdi), %eax   #, tmp90
    sall    $4, %eax    #, tmp93
    testl   %edi, %edi  # x
    movl    $0, %edx    #, tmp92
    cmovle  %edx, %eax  # tmp93,, tmp92, <retval>
# e.c:6: }
    ret

由于编译器优化，代码发生了显着变化。打补丁不容易。

重要提示

只要付出足够的努力、金钱和时间（想想类似 NSA 的能力），很多事情都是可能的。

如果您的目标是混淆二进制文件中的某些数据（例如某些密码），您可能会对其进行加密以使黑客的生活更加困难（但不要天真，NSA 将能够得到它）。记住座右铭：有No Silver Bullet；看起来这就是你的目标，但不要太天真（顺便说一句，围绕你的软件的法律保护，例如许可证，更重要；所以你需要一个律师来写一个好的 EULA）。

如果您的目标是调整一些性能关键的代码，您可以使用metaprogramming 和partial evaluation 技术。我喜欢做的一个做法是在运行时生成一些临时 C（或 C++）代码（更适合您的特定情况和数据），将临时 C 或 C++ 代码编译为一些 plugin，然后 @ 987654326@ 那个临时插件（在 Linux 上使用 dlopen 和 dlsym；在 Windows 上你需要 LoadLibrary 但我让你了解细节和后果）。您可以使用 JIT compiling 库，例如 libgccjit，而不是在运行时生成 C 或 C++ 代码。如果您喜欢这种技术，如果您的管理层允许，请考虑使用更好的编程语言（例如带有 SBCL 的 Common Lisp）。

但我不想为 1000 个客户编译我的程序 1000 次

这让我很惊讶。编译一个只包含常量的简单（短）C 文件很快，链接时间也很快。我会考虑为每个客户重新编译。

顺便说一句，我觉得 你太天真了。最重要的保护不是二进制文件中的技术，而是法律保护（您需要一份好的合同，所以要找一个好的律师并支付费用）。

相反，您是否考虑过让您的产品成为免费软件？许多公司都在这样做（并通过许可的其他方式赚钱，例如支持）。

注意。有很多现有的license managers。你考虑过购买和使用吗？另请注意，公司有很大的动机来避免作弊，而那些愿意窃取您的软件的人无论如何都可以这样做。您将通过致力于软件质量来销售更多产品，而不是花精力在使客户烦恼的徒劳的“保护”措施上，增加您的logistics 和分发和维护成本，并加强对客户发现的错误的调试。

【讨论】：

加上常量可能会被完全编译出来。
不鼓励这种事情，但是如果您将行更改为const volatile int unique_id = 112233，程序将在每次使用时加载 unique_id 并防止它被优化掉。这种事情很常见，如果通常通过嵌入式编程中的指针来实现的话。

【解决方案3】：

不，更改const 变量的行为是未定义。所以你不能用标准的 C 或 C++ 做到这一点。

最好的办法是采用内联汇编解决方案；但请注意，UNIQUE_ID 可能会被完全编译出来（C 和 C++ 都不是 反射性 语言）。为了增加UNIQUE_ID 被保留的概率，删除const 限定符并可能引入volatile。

我个人会在命令行上将UNIQUE_ID 传递给您的程序。

起点：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/fabdxz08.aspx

【讨论】：