代码加密技术

前言:有时我们需要把项目给客户,但是需要加密,就需要代码加密技术

一、MATLAB的代码加密

这是一个非常实际的需求,涉及到软件保护和商业机密。在 MATLAB 中,实现您所说的"加密让对方能用,但看不到代码(P-code) "和"设置失效日期(DRM/License Protection)"主要有两种官方方法。

🔒 方案一:MATLAB 官方加密(P-code + MCR)

这是最简单、最常用的方法,可以完美实现"看不到代码"的要求。

1. 代码加密(P-code)

P-code (Pseudo-code) 是 MATLAB 提供的官方加密手段。它将您的 .m 文件转换为一个编译后的 .p 文件。

  • 效果: 用户可以运行 .p 文件,但无法打开或查看原始的 .m 源代码。

  • 实现: 在 MATLAB 命令行中,对您的主函数文件运行 pcode 命令。

    % 示例:将主运行文件 realtime_predict_lstm.m 加密
    pcode realtime_predict_lstm.m

运行后,MATLAB 会生成一个 realtime_predict_lstm.p 文件。您只需将这个 .p 文件和您的模型、数据等一起发给客户即可。

2. 设置失效日期(需要 MATLAB Compiler

单独使用 P-code 无法设置失效日期。要添加时间限制,您需要使用 MATLAB Compiler™(MATLAB 编译器)

步骤 说明
打包 使用 mcc 命令或 deploytool (部署工具)将您的 .m 文件(或 .p 文件)打包成一个独立的可执行程序(.exe)
许可限制 MATLAB Compiler 在打包时,会将对 MATLAB Runtime (MCR) 的依赖写入程序。MCR 本身没有内置的过期时间功能。
替代方法 (外部限制) 您需要在您的 MATLAB 代码内部 实现时间检查逻辑,并在打包时将其包含进去。

🛠️ 代码内部实现失效日期

您可以在您的主运行文件(例如 realtime_predict_lstm.m)的开头添加一个日期检查机制。

Matlab

复制代码
% --- 添加在您的主函数(.m 文件)的顶部 ---

function realtime_predict_lstm()

% 定义失效日期:例如 2025 年 12 月 31 日
expirationDate = datetime(2025, 12, 31); 
currentDate = datetime('now');

if currentDate > expirationDate
    error('警告:程序已超过授权期限,请联系供应商获取最新版本。');
end

% ---------------------------------------------
% 以下才是您程序的主要逻辑
% ...

交付流程(P-code + MCR):

  1. 将主 .m 文件转为 .p 文件(确保 .p 文件包含了上面的日期检查逻辑)。到这布也差不多了,具有时效性,对面用matlab也能运行,还有时效性。

  2. 使用 MATLAB Compiler 将您的 .p 文件和所有依赖项(模型、图片等)打包成一个 .exe 可执行程序。

  3. 客户运行 .exe,如果日期超过,程序将抛出您设置的错误并停止运行。

🔐 方案二:第三方 License 保护(推荐更专业的保护)

如果您需要更健壮和灵活的授权管理(例如:限制运行次数、限制在特定电脑上运行、远程授权管理),那么 MATLAB Compiler 的内部日期检查功能可能不够用。

您可以考虑使用专业的第三方软件保护工具,例如 CodeMeterRLM (Reprise License Manager)

特性 MATLAB Compiler (方案一) 第三方工具
加密级别 P-code (反编译困难) 工业级代码混淆/虚拟机保护
功能限制 仅支持简单的日期检查(需手动编码) 支持复杂的授权文件、硬件指纹、网络浮动许可等
复杂度 低,MATLAB 内部完成 高,需要学习和集成额外的 License SDK

对于大多数科研和简单商业用途,方案一(P-code + 内部日期检查 + MCR 打包) 已经足够安全和方便了。

打包.exe

太棒了!您选择进行打包和加密,这是将您的工作成果交付给客户的关键一步。

打包(Deployment)需要使用 MATLAB Compiler™ 。这个过程将您的 P-code 文件和所有依赖文件(模型、图片、数据)封装成一个独立的 .exe 可执行文件 ,并且客户的电脑上不需要安装 MATLAB 也能运行它(只需要安装免费的 MATLAB Runtime)。

实现打包最简单、最推荐的方法是使用 MATLAB 自带的 Deployment Tool (部署工具)


📦 使用 App Designer 或 Deployment Tool 打包

有两种主要方式可以启动打包工具:

方式一:推荐使用 App Designer(如果您有)

如果您是使用 App Designer 创建的 GUI,打包会更简单。

  1. 打开您的 App Designer 文件 (.mlapp)。

  2. App Designer 工具条 中,点击 "Deploy" 选项卡。

  3. 点击 "MATLAB Web App""Windows Application" (后者即生成 .exe)。

  4. 按照向导操作即可。

方式二:使用 deploytool (推荐用于脚本)

如果的代码是传统的 .m 脚本(像我们一直在用的这种),请使用命令行启动部署工具:

  1. 在 MATLAB 命令行输入:

    复制代码
    deploytool
  2. 在弹出的对话框中,选择 "Application Compiler"(应用程序编译器)。

📜 应用程序编译器打包步骤

以下是使用 Application Compiler 将您的 .p 文件 打包成 .exe 的详细步骤:

步骤 1: 设置文件类型和主文件

  1. Application Type(应用程序类型): 确保选中左侧的 "Standalone Application"(独立应用程序)。

  2. Main File(主文件): 点击 + 按钮,将您的主运行文件 realtime_predict_lstm.m (或者它的 P-code 版本 realtime_predict_lstm.p)添加进去。

    • 提示: 最好打包 .p 文件,以确保客户无法看到原始代码。

步骤 2: 添加依赖文件

在打包过程中,您必须确保将程序运行所需的所有外部文件都包含进去。

  1. Required Files(必需文件): 在窗口底部的 "Files required for your application to run" 区域,点击 + 图标添加以下文件:

    • 您的模型文件:trained_models/trained_lstm_net.mat

    • 您的图片文件:teng.jpg

    • 您的数据文件(如果您希望它是内嵌的):dataset/副本1-14,每个600,200一算.xlsx

  2. Files Included in Package(打包中的文件): 检查确认您的文件都在列表中

步骤 3: 设置打包信息(可选但推荐)

在左上角的 "Compiler Settings" 区域,您可以设置程序的图标、名称和版本:

  • Application Name: 输入客户可见的程序名称(如:"风速实时监测系统")。

  • Application Icon: 可以设置一个 .ico 文件作为程序的图标。

步骤 4: 打包和生成

  1. 点击窗口右下角的 "Package"(打包)按钮。

  2. MATLAB 会提示您保存项目文件(.prj),然后开始编译。

  3. 编译过程可能需要几分钟。完成后,MATLAB 会打开一个名为 for_redistribution 的文件夹。

🎁 交付给客户的文件

您需要将 for_redistribution 文件夹中的以下文件发给客户:

  1. .exe 可执行文件: 您的应用程序,客户可以直接运行。

  2. MATLAB Runtime Installer: 位于 for_redistribution/MyAppInstaller 文件夹中。这是最关键的一步! 客户必须先安装这个免费的 MATLAB Runtime ,然后才能运行您的 .exe 文件。

二、Python代码加密

在 Python 领域,没有像 MATLAB P-code 那样简单的、官方内置的伪代码加密工具。我们通常采用以下三种主流方案来实现"客户能用,但看不到源码"的目标:

🔒 方案一:编译为机器码(推荐且最常用)

这是将 Python 代码转换为一个**独立的可执行程序(.exe 或其他平台的二进制文件)**的最常见和最有效的方法。

核心工具:PyInstaller 或 Nuitka

工具 原理 优势 劣势
PyInstaller 将 Python 源码、解释器和所有依赖库打包成一个或多个独立文件。 最简单。客户电脑无需安装 Python 环境。源码被隐藏在大型二进制文件中。 只是打包,并非真正的加密;专业人员仍可通过反编译工具查看部分代码逻辑。
Nuitka 将 Python 代码编译成 C 语言代码,然后编译为机器码。 速度更快 ,因为代码被编译成了机器码;保护性比 PyInstaller 更强 编译过程更复杂,可能会遇到一些兼容性问题。

如何实现:

  1. 安装工具: pip install pyinstaller

  2. 打包命令:

    复制代码
    # 使用 PyInstaller 打包成单个可执行文件 (推荐)
    pyinstaller --onefile your_main_script.py

结果: 客户得到一个 .exe 文件,看不到源码,双击运行。

🔐 方案二:字节码加密和混淆(适用于库文件)

如果您的程序不是一个完整的 .exe,而是作为 Python 库(.whl.so)交付,您可以使用专门的工具进行加密。

核心工具:Cython 或 Python Obfuscators

方法 原理 优势 劣势
Cython 将关键 Python 模块编译成 C 扩展模块(.so.pyd 文件) 安全级别高,因为代码被编译成了 C 语言的二进制文件,难以逆向工程。 需要额外的 C 编译器,设置和依赖项管理较为复杂。
代码混淆器 (Obfuscators) 改变变量名、函数名,插入无用代码,让代码难以阅读,但保持可执行。 简单快捷,无需编译。 并非真正的加密,只能阻止非专业人士阅读。

📅 设置失效日期(许可证保护)

与 MATLAB 类似,Python 也没有内置的失效日期功能。您需要在代码中实现日期检查 或使用专业的许可证库

1. 简单方法:代码内部检查

在您的 Python 主程序入口(例如 if __name__ == '__main__': 块)中添加日期检查逻辑:

Python

复制代码
import datetime as dt

# 定义失效日期 (例如:2026年1月1日)
EXPIRATION_DATE = dt.datetime(2026, 1, 1)

def run_application():
    if dt.datetime.now() > EXPIRATION_DATE:
        raise PermissionError("警告:授权已过期,请联系供应商更新。")
    
    # ... (您的主要程序逻辑) ...

if __name__ == '__main__':
    run_application()

注意: 这种方法可以通过更改系统时间绕过,但对普通客户来说足够有效。

2. 专业方法:使用许可证库

使用第三方 Python 库(如 LicensewareCryptolens)可以实现更健壮的许可证保护,包括:

  • 硬件绑定: 限制程序只能在特定电脑上运行。

  • 在线验证: 在程序启动时检查许可证服务器。

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