Python代码保护及破解技术详解

一、Python代码执行原理

Python是一种解释型语言，其执行过程分为两个主要阶段：

1. 编译阶段：Python解释器将源代码(.py)编译为字节码(.pyc)
2. 执行阶段：Python虚拟机(PVM)执行编译好的字节码

.pyc文件结构

.pyc文件由三部分组成：

1. Magic Number (4字节)

   • 标识Python版本，不同版本有不同的magic number
   • 格式：2字节小端序 + \r\n (如Python2.7: 03f3 0d0a)

2. 源代码文件信息 (长度因Python版本而异)

   • Python2: 4字节(修改时间戳)
   • Python3.5-3.6: 8字节(时间戳+文件大小)
   • Python3.7+: 12字节(支持hash校验)

3. PyCodeObject序列化数据

   • 包含实际的字节码信息
   • 通过marshal模块序列化存储

二、Python代码保护技术

1. 编译为.pyc文件

单个文件编译

python -m py_compile file.py

批量编译

import compileall
compileall.compile_dir(r'/path')

2. PyInstaller打包

将Python解释器、脚本及依赖打包成独立可执行文件：

pyinstaller -F -w file.py

3. 代码混淆技术

混淆手段包括：

• 移除注释和文档
• 改变缩进格式
• 在tokens间插入空格
• 重命名函数/类/变量
• 插入无效代码

在线混淆工具：Oxyry Python混淆器

4. 高级保护技术

(1) 字节码混淆

在opcode中添加无效指令和跳转指令，欺骗反编译工具

(2) Cython加密

将.py文件转换为.c再编译为.pyd/.so：

1. 用Cython将Python源码转为C代码
2. 用C编译器生成二进制动态库

(3) PyArmor

目前最成熟的Python代码保护方案，基本无法逆向

三、Python代码破解技术

1. .pyc文件反编译

使用uncompyle6

pip install uncompyle6
uncompyle6 -o test.py test.pyc

使用pycdc

适用于Python 3.9+版本

2. PyInstaller解包

步骤：

1. 使用pyinstxtractor解包

python pyinstxtractor.py filename.exe

2. 补全magic number

   • 从解包目录的struct文件中获取
   • 用Hex编辑器添加到.pyc文件头部

3. 反编译修复后的.pyc文件

3. 处理缺失magic number的情况

Python脚本示例：

structPath = 'struct'
programPath = 'test'
f = open(structPath, 'rb')
f2 = open(programPath, 'rb')
w_all = f2.read()
f2.seek(0)
w = f.read(16).hex()
w2 = f2.read(16).hex()
print(w, w2, sep='\n')
add = input('Please input the codes you need to write:')
add = bytes.fromhex(add)
f2.close()
f2 = open(programPath+'.pyc', 'wb')
f2.write(add + w_all)
f.close()
f2.close()
print('Done.')

四、其他保护方案

1. Docker镜像打包：将Python程序打包为加密的Docker镜像
2. pyminifier：开源混淆器，重命名变量/函数/类名
3. pyc_obscure：向PyCodeObject插入垃圾数据干扰反编译

五、Magic Number参考表

不同Python版本的magic number示例：

• Python 2.7: 62211 (03f3 0d0a)
• Python 3.6: 3373
• Python 3.7: 3390
• Python 3.8: 3413

完整magic number列表可在原文末尾查阅。

六、防护建议

1. 对于高安全性需求，优先使用PyArmor或Cython
2. 结合多种保护技术（混淆+加密+打包）
3. 关键算法建议用C/C++实现并编译
4. 定期更新保护措施，跟进最新破解技术

注：更详细的字节码混淆、Cython加密和PyArmor使用方法将在《Python代码保护(下)》中介绍。