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建立应用软件注册安全机制

来源:互联摘选 日期:2004-09-09 19:39
p>  软件的安全性是个永恒的话题, 一直困扰着人们,程序员们常常因此熬夜。Novell公司的网络操作系统NetWare 以其完善可靠的安全管理机制著称,为实现用户登录的安全性和防止非法入侵者闯入,系统提供了几种有效的限制措施和检测功能。本文讨论如何 建立完善的软件注册安全机制,有效地管理用户登录,为应用软件提供可靠的保护,并在Delphi3.0下实现。

  Delphi作为一个优秀的编程工 具,功能极其强大,令开发周期大大缩短,生成的代码运行速度快,使得Windows 软件设计成为一种乐趣。基本思路是:建立Paradox格式的用户帐户表Users.DB,并加密保护,由管理员维护。预先在此表中登记并有注册权限的用户,可持本人有效口令登录进入系统。

  实现步骤如下:
  1.在应用软件主目录(假设为C:\Register) 下创建两个子目录,分别命名为Login和Data。

  2.从Delphi的Tools菜单中启动Database Desktop,并选择Tools/AliasManager…创建一个新别名。方法是:在Alias Manager对话框中点New,给出新别名UserInfo,并指向C:\Register\Data 目录,按KeepNew、OK等按钮保存新别名。

  3.利用DatabaseDesktop创建Paradox 5.0forWindows数据表Users.DB,结构见表1。事实上,对于商业软件还需要更多的域。

表1表Users.DB的结构

域名类型大小关键字说明
NameA16*用户名
PasswordA16*注册口令
FullnameA32用户全名
GroupI用户组号
EnabledL注册允许

  4.设定Name,Group和Enabled 为非空域(RequiredField),Group的最小值为0,最大值为3,默认值为3,Enabled的默认值为True。用户组0为系统管理员,可进行几乎任何操作;用户组1为 软件操作人员,可进行除用户帐户管理以外的操作,包括建立和删除数据;用户组2为普通用户,可使用系统资源,无修改权限,而用户组3仅可浏览系 统有限信息。

  5.用口令UserPassword 保护Users.DB表,存于Data目录下。利用DatabaseDesktop向表中输入若干样本用户(见表2),然后关闭DatabaseDesktop。
表2表Users.DB的样本用户

Name Pa ord Fullname Group Enabled
Supervisor AAAAAA Super User 0 True
Director BBBBBB Director User 1 True
Guest     3 True
User1 CCCCCC General User1 1 False
User1 DDDDDD General User1 2 True
User2 EEEEEE General User2 3 True

  表2显示,允许同一用户以不同身 份(用户组)登录进入系统,享有不同的权限。如用户User1,以不同密码登 记,分属用户组1和2。
  6.返回DelphiIDE,新建项目Register.dpr 并存入C:\Register目录,主窗体单元命名为Main.pas。用户注册成功后,方能启动主窗体进入系统。本系统仅显示用户信息及登录的日期和时间以 表示注册成功(见图5),并不做其它任何事情,这里便是读者应用系统的接口。为此,在主窗体上放入一个TGroupBox组件,TLabel和TEdit组件各五个。 将所有TEdit的Text属性清空,ReadOnly属性值设为True,窗体和组件其余属性按表3设置。
  7.创建主窗体的OnActivate事 件处理程序,登录成功并激活主窗体时执行,显示用户信息、登录日期和时 间。过程如下:

procedureTMainForm.FormActivate(Sender:TObject);
begin
ifTime=StrToTime(12:00:00)then
Caption:=上午好,您已成功登录!
else
Caption:=下午好,您已成功登录!;
//显示登录用户信息、登录日期和时间
NameEdit.Text:=LoginUser.UserName;
FullNameEdit.Text:=LoginUser.UserFullName;
GroupEdit.Text:=IntToStr(LoginUser.UserGroup);
DisplayDateEdit.Text:=DateToStr(Date);
DisplayTimeEdit.Text:=TimeToStr(Time);
end;

表3主窗体中组件属性设置

组件属性设置
Form1Caption
NameMainForm
PositionpoScreenCenter
GroupBox1Caption用户信息
Label1Caption用户名称:
Label2Caption用户全名:
Label3Caption用户组号:
Label4Caption登录日期:
Label5Caption登录时间:
Edit1NameNameEdit
Edit2NameFullnameEdit
Edit3NameGroupEdit
Edit4NameDisplayDateEdit
Edit5NameDisplayTimeEdit

  8.数据模板。选择File/NewData Module建立数据模板LogDataModule,放入一个Ttable组件,如图1。属性 按表4设置,命名其单元为MD.pas,存入Login目录。

表4数据模板中组件属性设置

组件属性设置
Table1DatabaseNameUserInfo
NameUsersTable
TableNameUsers.DB

  9.创建注册窗体。选择File/New Form创建一个新窗体,并加入组件TLabel、TEdit和TbitBtn各两个。窗体和组件属性按表5设置,命名其单元为Login.pas,存于Login目录。

表5注册窗体中组件属性设置

组件属性设置
Form2ActiveControlUserNameEdit
Caption请注册
NameLoginDialogForm
PositionpoScreenCenter
Label1Caption用户:
Label2Caption密码:
Edit1NameLoginNameEditText
Edit2NamePasswordEditPasswordChar*Text
BitBtn1Caption注册(&L)
EnabledFalse
KindbkOK
NameLoginBitBtn
BitBtn2Caption取消(&C)
EnabledTrue
KindbkCancel
NameCancelBitBtn

  10.选择File/New命令,从NewItems 的New页中选择Unit项建一个无窗体单元Addition.pas存入Login目录,在其interface段输入下列语句:

usesClasses,Forms,Sysutils;
type
TApplicationUser=class(TComponent)
private
FUserName:string;
FFullName:string;
FUserGroup:Integer;
public
propertyUserName:stringreadFUserNamewrite FUserName;
propertyUserFullName:stringreadFFullName writeFFullName;
propertyUserGroup:IntegerreadFUserGroup writeFUserGroup;
end;
var
LoginUser:TApplicationUser;

在implementation段加入下列语句:

initialization
LoginUser:=TapplicationUser.Create(Application);

  11.创建注册窗体(LoginDialogForm) 的OnCreate事件处理程序。在private段中声明CountDown为Integer变量,作为计数器,并将下述语句插入begin与end之间:

CountDown:=3;//允许尝试注册3次

  12.建立用户名输入框(LoginNameEdit) 的OnChange事件处理程序,使窗体LoginDialogForm创建时注册按钮为灰色,用户输入登录名后才可用。不难实现,源代码略。

  13.创建注册过程。双击注册按 钮(LoginBitBtn),在begin和end之间输入其OnClick事件处理程序代码:

ModalResult:=mrNone;
try
Session.AddPassword(UserPassword);
LogDataModule.UsersTable.Open;
//注册信息处理
ifnotLogDataModule.UsersTable.FindKey
([LoginNameEdit.Text,PasswordEdit.Text]) then
begin
//处理注册次数
dec(CountDown);
ifCountDown=0thenModalResult:=mrCancel else
begin
MessageBeep($FFFF);
Application.MessageBox(请您重试一次!,无效注册信息,mb_iconstop+mb_OK);
//重设输入焦点
LoginNameEdit.SetFocus;
end;
exit;
end;
//检查注册允许值
ifnotLogDataModule.UsersTable.FieldByName(Enabled).AsBoolean then
begin
MessageBeep($FFFF);
Application.MessageBox(抱歉,您不能进入系统!,使用权限终止,mb_iconexclamation+mb_OK);
ModalResult:=mrCancel;
exit;
end;
//获取注册用户信息
withLogDataModuledo
begin
LoginUser.UserName:=UsersTable.
FieldByName(Name).AsString;
LoginUser.UserFullName:=UsersTable.
FieldByName(Fullname).AsString;
LoginUser.UserGroup:=UsersTable.
FieldByName(Group).AsInteger;
End;
ModalResult:=mrOK;
//关闭表,清除密码
finally
LogDataModule.UsersTable.Close;
Session.RemovePassword(UserPassword);
end;

  14.在Main.pas单元的uses中 加入Addition,在Login.pas单元的implementation段增加uses 语句:

usesMD,Addition;

  15.打开过程文件Register.dpr, 在uses语句中加入Controls,将Application.run;改为下列语句,只有注册成功时才启动系统,同时释放注册窗体,以确保安 全和减少内存占用。

ifLoginDialogForm.ShowModal=mrOKthen
begin
LoginDialogForm.Free;
Application.Run;
end;

  16.编译、运行。注册窗口见图2, 输入用户名和密码后点注册按钮。

  如果注册信息有误,系统出现提 示框,允许重新注册,见图3。若三次尝试均不成功,注册窗口将保护性关闭。

  访问权已被管理员终止的用户(Enabled 的值为False),例如用户User1以口令CCCCCC注册至用户组1,系统拒绝进入。

  注册成功后将启动系统主程序。 例如用户Supervisor以口令AAAAAA注册。

  上述方案具有以下特点:
  1.Supervisor用户具有至高无 上的权利,由系统创建,不能删除,仅Password和Fullname字段的值允许自行修改。主要负责系统维护和用户帐户管理等工作,是系统的永久性特权用户。

  2.确保用户帐户表Users.DB的 安全致关重要,本方案采用了较为可靠的关键性技术,就是注册过程(见步 骤13)中try…finally…end结构的应用。仅当用户按下注册按钮时,注册模块转送表Users.DB的密码并将其打开,以处理 注册信息。而无论成功与否,在finally部分都能及时关闭表Users.DB,并立即清除内存中的密码。

  3.用户帐户管理模块设在主程序中,完成表Users.DB的维护功能,包括建立用户帐户和用户组,增、删用户,分配访问权限等。只有Supervisor或其授权用户才可进入。

  4.组帐户管理:用户按不同级 别分组,再按组进行权限分配,以简化管理。如系统可根据登录用户所属的用户组,十分方便地屏蔽相应菜单项,以达到限制用户使用权限的目的。对用户群大的系统,此项技术的优越性尤为显著。

  5.默认帐户限制:建立用户帐户时,系统默认其Group=3,仅具备浏览有限信息之权限,不致因管理员一时疏忽使新建用户越权使用,危及系统安全。

  6.单独帐户限制:用户注册时,必须提供完整的个人有效信息才能进入系统。

  7.注册允许限制:管理员可随时取消或恢复单个用户、用户组甚至系统所有用户(Supervisor除外)的注册权限,只需设置注册允许字段Enabled的值为False或True。

  8.非法入侵限制:三次注册尝 试不成功便保护性关闭注册窗口,以防非法非法入侵者无限制尝试。

  本文介绍了应用软件注册安全性 问题的综合解决方案,容易实现,便于扩充如增加注册时间限制和记帐收费功能等,可建立较完善的注册安全机制,适合大型商用软件开发。

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