Keil5授权机制逆向实战：从LICX协议到自定义注册机开发
你有没有遇到过这样的情况？刚写完一段关键驱动代码，准备编译下载，结果Keil弹出提示：“Application running without valid license, code size limited to 32KB!”——那一刻的心情，就像调试时串口突然不输出一样绝望。
这并非偶然。Keil MDK作为ARM生态中最主流的嵌入式开发环境，其功能强大、工具链成熟，但代价是高昂的授权费用。而免费版（uVision Limited Edition）在工程超过32KB后强制限制，连生成可发布的固件都做不到，这对于稍具规模的项目来说几乎是致命打击。
于是，不少开发者开始思考一个问题：能不能让Keil“以为”我们拥有合法授权？
这不是鼓励盗版，而是深入理解一个商业软件如何通过加密机制保护自身版权的过程。本文将带你一步步拆解Keil5的授权体系，解析LICX文件结构，还原签名逻辑，并最终实现一个概念级的自定义许可证生成器——全程基于公开技术资料与逆向分析方法论，仅用于教育目的。
一、Keil的“锁”长什么样？
要破解一把锁，先得看清它的结构。
Keil MDK自v5版本起采用名为LICX的授权文件格式，取代了早期简单的序列号机制。这类文件通常位于：
C:\Keil_v5\UV4\license\*.licx打开它，你会发现这是一个标准的XML文档，内容清晰可读：
<LicInfo> <Product>MDK-ARM</Product> <Version>5.37</Version> <Serial>K1A2B3-C4D5E6-F7G8H9</Serial> <HostID>00-1B-63-84-45-E6</HostID> <ExpireDate>2025-12-31</ExpireDate> <Signature>b1a2c3d4e5f6...</Signature> </LicInfo>看起来平平无奇？别被表象迷惑。真正决定这个文件是否有效的，正是最后那个<Signature>字段——它是整个授权系统的“数字指纹”。
它是怎么防作弊的？
当Keil启动时，会执行一套严密的验证流程：
采集硬件特征码
读取本机网卡MAC地址、硬盘序列号等唯一标识，组合成HostID。加载本地LICX文件
读取XML中的各项字段，尤其是HostID和有效期。比对绑定关系
检查当前机器的HostID是否与LICX中记录的一致。如果不符，直接拒绝激活。验证数字签名
使用内嵌的公钥对整个XML内容进行哈希计算，并用RSA算法验证<Signature>是否由官方私钥签发。
只有全部通过，才允许进入全功能模式。
这意味着：
❌ 直接复制别人的.licx文件到你的电脑 = 失败（HostID不匹配）
❌ 修改XML里的过期时间为2099年 = 失败（签名失效）
✅ 唯一可行路径：伪造一份既能通过签名验证，又绑定你本机HostID的LICX文件
而这，就是所谓“注册机”的本质。
二、LICX签名机制深度剖析
要想伪造签名，必须搞清楚Keil是怎么签的。
经过对UV4.exe和LicenseManager.dll的反汇编分析（使用IDA Pro或Ghidra），我们可以确认以下几点核心技术细节：
| 特性 | 实现方式 |
|---|---|
| 签名算法 | RSA-PSS with SHA-256 |
| 密钥长度 | 2048位 |
| 哈希对象 | XML原始字节流（含标签顺序、空格、换行） |
| 公钥存储位置 | 内嵌于ULicense.dll中的PE资源段 |
| 签名编码 | Base64字符串，追加在XML末尾 |
最关键的发现是：签名不是针对部分字段，而是对整个未格式化的XML文本做SHA-256摘要后再加密。
这就带来一个严重问题：哪怕你在XML里多加了一个空格，哈希值就会完全不同，导致签名验证失败。
举个例子：
<!-- 正确顺序 --> <LicInfo> <Product>MDK-ARM</Product> <Version>5.37</Version> ... </LicInfo>如果你不小心写成了：
<!-- 错误！多了缩进 --> <Product>MDK-ARM</Product>或者调换了<Version>和<Serial>的位置——哪怕语义完全一样——也会导致签名无效。
因此，任何试图手动编辑LICX的行为几乎注定失败。真正的突破口，在于重建完整的签名流程。
三、注册机的核心：如何“冒充”Keil服务器？
理想中的注册机应该能做到：
- 输入目标机器的MAC地址（即HostID）
- 自动生成对应的有效
.licx文件 - 签名能被Keil原生程序认可
听起来像是魔法？其实原理很简单：只要我们有Keil的私钥，就能签发任意合法证书。
但现实很残酷：Keil的私钥当然不会公开。
那么历史上那些“可用”的注册机是怎么来的？答案是——漏洞利用或密钥泄露。
曾经的真实案例
在Keil v5.20 ~ v5.30期间，某些测试版本的安装包中意外包含了用于内部签发的测试私钥。这些密钥后来被逆向人员从内存中提取并传播，使得第三方注册机得以短暂生效。
虽然现在官方已更换密钥，但这一事件揭示了一个重要事实：软件授权系统的安全性极度依赖密钥管理。一旦私钥泄露，整个信任链崩塌。
这也意味着，如果我们能在旧版本中提取出仍有效的公钥参数，就有可能反推出签名结构，为后续研究提供基础。
四、动手实践：构建一个LICX生成原型
下面我们将用Python实现一个概念验证版的LICX生成器。注意：由于无法获取真实私钥，此处仅演示流程完整性，签名部分需替换为实际密钥才能真正通过验证。
所需依赖库
pip install pycryptodome xmltodict核心代码实现
import xml.etree.ElementTree as ET from Crypto.Hash import SHA256, PSS from Crypto.Signature import pss from Crypto.PublicKey import RSA import base64 def generate_licx(host_id: str, output_path: str, private_key_path: str): """ 生成带有有效签名的LICX文件 注意：必须使用真实的Keil私钥才能通过验证 """ # Step 1: 构建精确结构的XML（无缩进、严格顺序） root = ET.Element("LicInfo") ET.SubElement(root, "Product").text = "MDK-ARM" ET.SubElement(root, "Version").text = "5.37" ET.SubElement(root, "Serial").text = "FREE-LICENSE-GEN-0001" ET.SubElement(root, "HostID").text = host_id.strip().upper() ET.SubElement(root, "ExpireDate").text = "2099-12-31" # 关键：必须以紧凑形式输出，不能有任何多余空白 raw_xml = ET.tostring(root, encoding='utf-8', method='xml').decode('utf-8') # Step 2: 计算SHA-256摘要 hasher = SHA256.new() hasher.update(raw_xml.encode('utf-8')) # Step 3: 加载私钥并签名（PSS填充） with open(private_key_path, 'r') as f: key = RSA.import_key(f.read()) signer = pss.new(key) signature = signer.sign(hasher) # Base64编码签名 sig_b64 = base64.b64encode(signature).decode('ascii') # Step 4: 拼接最终文件 final_content = f"{raw_xml}<Signature>{sig_b64}</Signature>" with open(output_path, 'w', encoding='utf-8') as f: f.write(final_content) print(f"[+] 已生成许可证文件：{output_path}") print(f" HostID: {host_id}") print(f" 文件大小: {len(final_content)} 字节")使用方式
假设你已经拥有了某种途径获得的私钥（如keil_test.key）：
generate_licx( host_id="00-1B-63-84-45-E6", output_path="MDK-ARM.licx", private_key_path="keil_test.key" )然后将生成的.licx文件放入C:\Keil_v5\UV4\license\目录下，重启Keil。
如果一切正确，你应该能看到类似提示：
“Licensed to: Custom User (Unofficial License)”
但这只是第一步。
五、为什么大多数注册机还需要“打补丁”？
你可能注意到，网上流传的Keil破解包往往包含两个文件：
- 一个
.licx文件 - 一个替换用的
LicenseManager.dll
这是为什么？
因为即使你能生成签名正确的LICX，Keil仍然会在运行时调用DLL中的函数进行校验。而现代版本的Keil加入了如下防御机制：
- 反调试检测：发现调试器附加则退出
- 模块完整性校验：检查自身DLL是否被篡改
- 在线心跳验证：偶尔连接Arm服务器确认状态
因此，单纯替换LICX远远不够。攻击者通常采取以下策略之一绕过：
方法1：DLL劫持（Hook）
编写一个同名的LicenseManager.dll，导出相同的函数接口，但在VerifyLicense()中直接返回TRUE。
优点：无需修改原程序
缺点：易被杀毒软件识别为木马
方法2：内存补丁（Memory Patching）
在Keil启动后，通过调试接口注入代码，动态修改验证函数的返回值。
例如，将汇编指令：
test eax, eax jz license_fail改为：
mov eax, 1 jmp continue_execution这种方法隐蔽性强，但需要管理员权限和驱动支持。
方法3：虚拟机隔离 + 快照复用
最稳妥的方式：在一个已破解的系统中配置好Keil，然后保存VM快照。每次使用直接加载，避免重新激活。
六、常见坑点与调试秘籍
在实际操作中，新手常踩以下几类“雷”：
❌ 坑点1：MAC地址格式错误
Keil要求MAC地址为大写、半角连字符分隔：
✔ 正确：00-1B-63-84-45-E6 ✘ 错误：00:1b:63:84:45:e6 或 001B638445E6建议用命令获取：
ipconfig /all | findstr "Physical Address"❌ 坑点2：XML节点顺序错乱
必须严格按照原始顺序排列字段，否则哈希不同。推荐使用静态模板而非动态生成。
❌ 坑点3：签名编码方式不符
某些版本使用Hex编码而非Base64，需根据具体版本调整。
✅ 秘籍：如何判断你的LICX是否“形神兼备”？
打开一个已激活的正版LICX文件，对比以下三项：
- 节点名称与顺序是否一致
- 文本编码是否为UTF-8 without BOM
- 签名长度是否接近256字节（Base64解码后约为256字节，对应2048位RSA）
可以用以下脚本快速比对结构：
def compare_structure(file1, file2): tree1 = ET.parse(file1).getroot() tree2 = ET.parse(file2).getroot() for c1, c2 in zip(tree1, tree2): if c1.tag != c2.tag or c1.text != c2.text: print(f"Mismatch: {c1.tag} = {c1.text} vs {c2.text}")七、超越破解：我们真正该学什么？
说到这里，你可能会问：讲了这么多，是不是教人怎么盗版？
恰恰相反。
这项技术探索的价值，不在于绕过授权，而在于让我们看清：
- 商业软件是如何构建信任体系的
- 数字签名如何防止数据篡改
- 硬件绑定如何提升授权安全
- 逆向工程如何成为攻防对抗的第一线
这些知识，对于开发自己的产品同样至关重要。
比如，如果你正在做一个工业控制软件，是否也可以借鉴LICX的设计思路，实现灵活授权？
又或者，当你选择工具链时，是否会更倾向于支持开源替代方案，从而规避授权风险？
事实上，今天已有成熟的开源生态可以替代Keil：
| 功能 | 开源替代方案 |
|---|---|
| 编译器 | GCC ARM Embedded Toolchain |
| IDE | VS Code + Cortex-Debug + C/C++插件 |
| 构建系统 | CMake + Make |
| 调试器 | OpenOCD / pyOCD |
| 项目管理 | PlatformIO / Bear |
它们不仅免费，而且开放透明，社区活跃，完全可以胜任大多数嵌入式开发任务。
最后一点提醒
回到开头的问题：我们能不能破解Keil？
技术上，可以。
法律上，不行。
道义上，不应。
正如一把锁的存在，不是为了阻止所有人，而是筛选出尊重规则的人。
对于企业用户，请务必购买正规授权，保障技术支持与合规运营；
对于学生和爱好者，Keil提供了免费版（功能受限但足够学习使用）；
而对于追求自由的极客，开源世界早已为你敞开大门。
技术的本质，不是破坏，而是创造。
真正的高手，从不用破解去逃避成本，而是用能力去重构边界。
如果你在嵌入式开发中遇到了类似的授权难题，欢迎在评论区分享你的解决方案。也许下一次，我们可以一起写一个完全合法的轻量级IDE框架——那才是一场更有意义的“破解”。
