Python源码加密方案详解：.pyc、混淆、py2exe与Cython对比

Python源码加密概述

本文旨在详细介绍Python代码加密的具体实现方法，通过示例代码进行清晰阐述，为相关学习与工作提供有价值的参考。

笔者于去年11月在PyCon China 2018杭州站分享了Python源码加密技术，重点讲解了通过修改Python解释器来实现代码加解密的技术路径。由于整理成文耗时较长，如今终于完成并分享本文。

本系列内容将首先梳理现有源码加密方案的思路、方法、优点与不足，随后深入探讨如何通过定制Python解释器来实现更高效的源码加解密。

鉴于Python的动态特性和开源属性，其代码难以实现高强度的加密保护。社区中存在两种观点：一种认为应通过法律手段而非加密源码进行商业保护，另一种则坚持寻求技术手段进行加密。为此，业界提出了多种加密或混淆方案以保护源码安全。

常见的源码保护手段主要包括以下几种：

• 发行.pyc文件
• 代码混淆
• 使用py2exe工具
• 使用Cython工具

接下来将简要介绍上述各方案的具体实施情况。

方案一：发行.pyc文件

1 发行.pyc文件

1.1 思路

Python解释器在执行代码时，会首先生成.pyc文件，随后解释执行该二进制文件。Python解释器也支持直接执行.pyc文件。由于.pyc文件为二进制格式，无法直接查看源码内容，若向客户环境分发时仅包含.pyc文件而非.py文件，即可达到保护Python代码的目的。

1.2 方法

将.py文件编译为.pyc文件操作简便，无需运行所有代码即可提取生成的.pyc文件。

Python标准库提供了compileall模块，可轻松完成编译工作。

执行以下命令可遍历<src>目录下的所有.py文件，并将其编译为.pyc文件：

python -m compileall <src> 随后删除<src>目录下所有.py文件即可打包发布：

$ find <src> -name '*.py' -type f -print -exec rm {} \;

1.3 优点

操作简单便捷，略微提高了源码破解的门槛。

平台兼容性好，.py文件能运行的环境，.pyc文件同样可以运行。

1.4 不足

解释器兼容性较差，.pyc文件仅能在特定版本的解释器上运行。

存在现成的反编译工具，破解成本较低。python-uncompyle6即为一款效果出色的反编译工具。

执行以下命令，即可将.pyc文件反编译为.py文件：

$ uncompyle6 *compiled-python-file-pyc-or-pyo*

方案二：代码混淆技术

2 代码混淆

若代码被混淆至连作者都难以阅读的程度，是否也能达到保护源码的目的？

2.1 思路

混淆的核心在于通过一系列转换，使代码难以被轻易理解。具体操作包括：移除注释和文档字符串，使关键逻辑不易被理解；改变缩进格式，使代码排版混乱；在tokens间插入多余空格，类似改变缩进的效果；重命名函数、类和变量，通过混乱的命名增加阅读障碍；在空白行插入无效代码，以无关代码打乱阅读节奏。

2.2 方法

方法一：使用oxyry进行混淆

http://pyob.oxyry.com/ 是一个在线混淆Python代码的网站，使用便捷。

假设我们有如下涉及类、函数和参数的Python代码：

# coding: utf-8
 
class 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()

经过Oxyry混淆后，得到如下代码：

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 ()

混淆后的代码主要在注释、参数名称和空格方面进行了调整，在一定程度上增加了阅读障碍。

方法二：使用pyobfuscate库进行混淆

pyobfuscate是一个历史悠久的Python代码混淆库，但依然“老当益壮”。

对前述同一段Python代码，经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

Oo0o ( ) # dd678faae9ac167bc83abf78e5cb2f3f0688d3a3 相比于方法一，方法二的效果更为显著。除了对类和函数进行重命名、插入空格外，最明显的是插入了若干段无关代码，使得代码更难阅读。

2.3 优点

操作简单便捷，略微提高了源码破解的门槛。

兼容性好，只要源码逻辑兼容，混淆后的代码同样兼容。

2.4 不足

仅能对单个文件进行混淆，无法实现多个相互关联的源码文件的联动混淆。

代码结构未发生变化，仍可获取字节码，破解难度不大。

方案三：使用py2exe打包

3 使用py2exe

3.1 思路

py2exe是一款将Python脚本转换为Windows平台可执行文件的工具。其原理是将源码编译为.pyc文件，并打包必要的依赖文件，最终生成一个可执行文件。

若最终分发由py2exe打包出的二进制文件，是否即可达到保护源码的目的？

3.2 方法

使用py2exe进行打包的步骤相对简便。

1）编写入口文件。本示例中命名为hello.py：

print 'Hello World'

2）编写setup.py：

from distutils.core import setup
import py2exe
setup(console=['hello.py'])

3）生成可执行文件

python setup.py py2exe

生成的可执行文件位于dist\hello.exe。

3.3 优点

可直接打包成exe文件，便于分发和执行。

破解门槛比.pyc文件更高一些。

3.4 不足

兼容性较差，仅能在Windows系统上运行。

生成的可执行文件内部布局明确且公开，可找到源码对应的.pyc文件，进而反编译出源码。

方案四：使用Cython编译

4 使用Cython

4.1 思路

尽管Cython的主要目的是提升性能，但其原理是将.py/.pyx编译为.c文件，再将.c文件编译为.so(Unix)或.pyd(Windows)，这一过程带来的额外好处是代码难以被破解。

4.2 方法

使用Cython进行开发的步骤也不复杂。

1）编写文件hello.pyx或hello.py：

def hello():
  print('hello')

2）编写setup.py：

from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize
setup(name='Hello World app',
   ext_modules=cythonize('hello.pyx'))

3）编译为.c，再进一步编译为.so或.pyd：

python setup.py build_ext --inplace

执行python -c "from hello import hello;hello()" 即可直接引用生成的二进制文件中的hello()函数。

4.3 优点

生成的二进制.so或.pyd文件难以破解。

同时带来了性能提升。

4.4 不足

兼容性稍差，针对不同版本的操作系统可能需要重新编译。

虽然支持大多数Python代码，但若发现部分代码不支持，完善成本较高。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持本站。