去年11月在PyCon China 2018 杭州站分享了 Python 源碼加密，講述了如何通過修改 Python 解釋器達到加解密 Python 代碼的目的。然而因為筆者拖延癥發(fā)作，一直沒有及時整理成文字版，現(xiàn)在終于戰(zhàn)勝了它，才有了本文。
本系列將首先介紹下現(xiàn)有源碼加密方案的思路、方法、優(yōu)點與不足，進而介紹如何通過定制 Python 解釋器來達到更好地加解密源碼的目的。
由于 Python 的動態(tài)特性和開源特點，導致 Python 代碼很難做到很好的加密。社區(qū)中的一些聲音認為這樣的限制是事實，應該通過法律手段而不是加密源碼達到商業(yè)保護的目的；而還有一些聲音則是不論如何都希望能有一種手段來加密。于是乎，人們想出了各種或加密、或混淆的方案，借此來達到保護源碼的目的。
常見的源碼保護手段有如下幾種：
發(fā)行.pyc文件
代碼混淆
使用py2exe
使用Cython
下面來簡單說說這些方案。
1 發(fā)行 .pyc 文件
1.1 思路
大家都知道，Python 解釋器在執(zhí)行代碼的過程中會首先生成.pyc文件，然后解釋執(zhí)行.pyc文件中的內容。當然了，Python 解釋器也能夠直接執(zhí)行.pyc文件。而.pyc文件是二進制文件，無法直接看出源碼內容。如果發(fā)行代碼到客戶環(huán)境時都是.pyc而非.py文件的話，那豈不是能達到保護 Python 代碼的目的？
1.2 方法
把.py文件編譯為.pyc文件，是件非常輕松地事情，可不需要把所有代碼跑一遍，然后去撈生成的.pyc文件。
事實上，Python 標準庫中提供了一個名為 compileall 的庫，可以輕松地進行編譯。
執(zhí)行如下命令能夠將遍歷<src>目錄下的所有.py文件，將之編譯為.pyc文件：
python -m compileall<src>然后刪除<src>目錄下所有.py文件就可以打包發(fā)布了：
1$ find ?-name?'*.py'?-type?f?-print?-exec?rm {} \;
1.3 優(yōu)點
簡單方便，提高了一點源碼破解門檻
平臺兼容性好，.py能在哪里運行，.pyc就能在哪里運行
1.4 不足
解釋器兼容性差，.pyc只能在特定版本的解釋器上運行
有現(xiàn)成的反編譯工具，破解成本低
python-uncompyle6 就是這樣一款反編譯工具，效果出眾。
執(zhí)行如下命令，即可將.pyc文件反編譯為.py文件：
1$ uncompyle6?*compiled-python-file-pyc-or-pyo*
2 代碼混淆
如果代碼被混淆到一定程度，連作者看著都費勁的話，是不是也能達到保護源碼的目的呢？
2.1 思路
既然我們的目的是混淆，就是通過一系列的轉換，讓代碼逐漸不讓人那么容易明白，那就可以這樣下手：- 移除注釋和文檔。沒有這些說明，在一些關鍵邏輯上就沒那么容易明白了。- 改變縮進。完美的縮進看著才舒服，如果縮進忽長忽短，看著也一定鬧心。- 在tokens中間加入一定空格。這就和改變縮進的效果差不多。- 重命名函數(shù)、類、變量。命名直接影響了可讀性，亂七八糟的名字可是閱讀理解的一大障礙。- 在空白行插入無效代碼。這就是障眼法，用無關代碼來打亂閱讀節(jié)奏。
2.2 方法
方法一：使用 oxyry 進行混淆
http://pyob.oxyry.com/ 是一個在線混淆 Python 代碼的網站，使用它可以方便地進行混淆。
假定我們有這樣一段 Python 代碼，涉及到了類、函數(shù)、參數(shù)等內容：
# coding: utf-8
clas?A(object):
????"""
????Description
????"""
????def?__init__(self, x, y, default=None):
????????self.z?=?x?+?y
????????self.default?=?default
????def?name(self):
????????return?'No Name'
def?always():
????return?True
num?=?1
a?=?A(num,?999,?100)
a.name()
always()
經過Oxyry的混淆，得到如下代碼：
class?A (object?):#line:4
????""#line:7
????def?__init__ (O0O0O0OO00OO000O0 ,OO0O0OOOO0000O0OO ,OO0OO00O00OO00OOO ,OO000OOO0O000OOO0?=None?):#line:9
????????O0O0O0OO00OO000O0 .z?=OO0O0OOOO0000O0OO?+OO0OO00O00OO00OOO?#line:10
????????O0O0O0OO00OO000O0 .default?=OO000OOO0O000OOO0?#line:11
????def?name (O000O0O0O00O0O0OO ):#line:13
????????return?'No Name'#line:14
def?always ():#line:17
????return?True?#line:18
num?=1?#line:21
a?=A (num ,999?,100?)#line:22
a .name ()#line:23
always ()
混淆后的代碼主要在注釋、參數(shù)名稱和空格上做了些調整，稍微帶來了點閱讀上的障礙。
方法二：使用 pyobfuscate 庫進行混淆
pyobfuscate 算是一個頗具年頭的 Python 代碼混淆庫了，但卻是“老當益壯”了。
對上述同樣一段 Python 代碼，經pyobfuscate混淆后效果如下：
# coding: utf-8
if?64?-?64: i11iIiiIii
if?65?-?65: O0?/?iIii1I11I1II1?%?OoooooooOO?-?i1IIi
class?o0OO00 (?object?) :
?if?78?-?78: i11i . oOooOoO0Oo0O
?if?10?-?10: IIiI1I11i11
?if?54?-?54: i11iIi1?-?oOo0O0Ooo
?if?2?-?2: o0?*?i1?*?ii1IiI1i?%?OOooOOo?/?I11i?/?Ii1I
?def?__init__ (?self?, x , y , default?=?None?) :
??self?. z?=?x?+?y
??self?. default?=?default
??if?48?-?48: iII111i?%?IiII?+?I1Ii111?/?ooOoO0o?*?Ii1I
?def?name (?self?) :
??return?'No Name'
??if?46?-?46: ooOoO0o?*?I11i?-?OoooooooOO
??if?30?-?30: o0?-?O0?%?o0?-?OoooooooOO?*?O0?*?OoooooooOO
def?Oo0o ( ) :
?return?True
?if?60?-?60: i1?+?I1Ii111?-?I11i?/?i1IIi
?if?40?-?40: oOooOoO0Oo0O?/?O0?%?ooOoO0o?+?O0?*?i1IIi
I1Ii11I1Ii1i?=?1
Ooo?=?o0OO00 ( I1Ii11I1Ii1i ,?999?,?100?)
Ooo . name ( )
Oo0o ( )?# dd678faae9ac167bc83abf78e5cb2f3f0688d3a3
相比于方法一，方法二的效果看起來更好些。除了類和函數(shù)進行了重命名、加入了一些空格，最明顯的是插入了若干段無關的代碼，變得更加難讀了。
2.3 優(yōu)點
簡單方便，提高了一點源碼破解門檻
兼容性好，只要源碼邏輯能做到兼容，混淆代碼亦能
2.4 不足
只能對單個文件混淆，無法做到多個互相有聯(lián)系的源碼文件的聯(lián)動混淆
代碼結構未發(fā)生變化，也能獲取字節(jié)碼，破解難度不大
3 使用 py2exe
3.1 思路
py2exe 是一款將 Python 腳本轉換為 Windows 平臺上的可執(zhí)行文件的工具。其原理是將源碼編譯為.pyc文件，加之必要的依賴文件，一起打包成一個可執(zhí)行文件。
如果最終發(fā)行由py2exe打包出的二進制文件，那豈不是達到了保護源碼的目的？
3.2 方法
使用py2exe進行打包的步驟較為簡便。
1）編寫入口文件。本示例中取名為hello.py：
1print?'Hello World'
2）編寫setup.py：
from?distutils.core?import?setup
import?py2exe
setup(console=['hello.py'])
3）生成可執(zhí)行文件
1python setup.py py2exe
生成的可執(zhí)行文件位于dist\hello.exe。
3.3 優(yōu)點
能夠直接打包成 exe，方便分發(fā)和執(zhí)行
破解門檻比 .pyc 更高一些
3.4 不足
兼容性差，只能運行在 Windows 系統(tǒng)上
生成的可執(zhí)行文件內的布局是明確、公開的，可以找到源碼對應的.pyc文件，進而反編譯出源碼
4 使用 Cython
4.1 思路
雖說Cython的主要目的是帶來性能的提升，但是基于它的原理：將.py/.pyx編譯為.c文件，再將.c文件編譯為.so(Unix) 或.pyd(Windows)，其帶來的另一個好處就是難以破解。
4.2 方法
使用Cython進行開發(fā)的步驟也不復雜。
1）編寫文件hello.pyx或hello.py：
def?hello():
????print('hello')
2）編寫setup.py：
from?distutils.core?import?setup
from?Cython.Build?import?cythonize
setup(name='Hello World app',
?????ext_modules=cythonize('hello.pyx'))
3）編譯為.c，再進一步編譯為.so或.pyd：
1python setup.py build_ext?--inplace
執(zhí)行python -c "from hello import hello;hello()"即可直接引用生成的二進制文件中的hello()函數(shù)。
4.3 優(yōu)點
生成的二進制 .so 或 .pyd 文件難以破解
同時帶來了性能提升
4.4 不足
兼容性稍差，對于不同版本的操作系統(tǒng)，可能需要重新編譯
雖然支持大多數(shù) Python 代碼，但如果一旦發(fā)現(xiàn)部分代碼不支持，完善成本較高
