保护 Node.js 项目的源代码

保护nodejs源码

NodeJs 源码保护

JS生成字节码生成技术，用字节码保护商业NodeJS源码！

nodejs代码加密

保护nodejs源码

SaaS（Software as a Service，软件即服务），是一种通过互联网提供软件服务的模式。服务提供商会全权负责软件服务的搭建、维护和管理，使得他们的客户从这些繁琐的工作中解放出来。对于许多中小型企业而言，SaaS 是采用先进技术的最好途径。

然而，对于大型企业而言，情况有所不同。出于产品定制、功能稳定以及掌握自身数据资产等方面的考虑，即使成本增加，他们也更乐意把相关服务部署在企业自己的硬件设备上，也就是常说的私有化部署。

在私有化部署的过程中，服务提供商首先要确保自己的源代码不被泄露，否则产品就可以随意复制和更改，得不偿失。传统的后端运行环境，如 Java、.NET，其源代码是经过编译才部署到服务器上运行的，不存在泄露的风险。而对于应用越来越广泛的 Node.js 而言，运行的则是源代码。即使经过压缩混淆，也可以很大程度地还原。

本文介绍一种可用于 Node.js 端的代码保护方案，使得 Node.js 项目也可以放心地进行私有化部署。

原理

当 V8 编译 JavaScript 代码时，解析器将生成一个抽象语法树，进一步生成字节码。Node.js 有一个叫做 vm 的内置模块，创建 vm.Script 的实例时，只要在构造函数中传入 produceCachedData 属性，并设为 true，就可以获取对应代码的字节码。例如：

const vm = require('vm');

const CODE = 'console.log("Hello world");'; // 源代码

const script = new vm.Script(CODE, {

  produceCachedData: true

});

const bytecodeBuffer = script.cachedData; // 字节码

并且，这段字节码可以脱离源代码运行：

const anotherScript = new vm.Script(' '.repeat(CODE.length), {

  cachedData: bytecodeBuffer

});

anotherScript.runInThisContext(); // 'Hello world'

这段代码看起来不那么容易理解，主要体现在创建 vm.Script 实例时传入的第一个参数：

既然源代码的字节码已经在 bytecodeBuffer 中，为何还要传入第一个参数？

为何传入与源代码长度相同的空格？

首先，创建 vm.Script 实例时，V8 会检查字节码（cachedData）是否与源代码（第一个参数传入的代码）匹配，所以第一个参数不能省略。其次，这个检查非常简单，它只会对比代码长度是否一致，所以只要使用与源代码长度相同的空格，就可以“欺骗”这个检查。

细心的读者会发现，这样一来，其实字节码并没有完全脱离源代码运行，因为需要用到源代码长度这项数据。而实际上，还有其他方法可以解决这个问题。试想一下，既然有源代码长度检查，那就说明字节码中也必然保存着源代码的长度信息，否则就无法对比了。通过查阅 V8 的相关代码，可以发现字节码的头部保存着这些信息：

// The data header consists of uint32_t-sized entries:

// [0] magic number and (internally provided) external reference count

// [1] version hash

// [2] source hash

// [3] cpu features

// [4] flag hash

其中第 [2] 项 source hash 就是源代码长度。但因为 Node.js 的 buffer 是 Uint8Array 类型的数组，所以 uint32 数组中的 [2]，相当于 uint8 数组中的 [8, 9, 10, 11]。

Uint8Array and Uint32Array

接着把上述位置的数据提取出来：

const lengthBytes = bytecodeBuffer.slice(8, 12);

其结果类似于：

<Buffer 1b 00 00 00>

这是一种叫做 Little-Endian 的字节序，低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。

<Buffer 1b 00 00 00> 即为 0x0000001b，也就是十进制的 27。计算方法如下：

firstByte + (secondByte * 256) + (thirdByte * 256**2) + (forthByte * 256**3)

写成代码如下：

const length = lengthBytes.reduce((sum, number, power) => {

  return sum += number * Math.pow(256, power);

}, 0); // 27

此外，还有一种更简单的方法：

const length = bytecodeBuffer.readIntLE(8, 4); // 27

综上所述，运行字节码的代码可以优化为：

const length = bytecodeBuffer.readIntLE(8, 4);

const anotherScript = new vm.Script(' '.repeat(length), {

  cachedData: bytecodeBuffer

});

anotherScript.runInThisContext();

编译文件

讲清楚原理之后，下面就尝试编译一个很简单的项目，目录结构如下：

src/

lib.js

index.js

dist/

compile.js

src 目录内的两个文件为源代码，内容分别为：

// lib.js

console.log('I am lib');

exports.add = function(a, b) {

  return a + b;

};

// index.js

console.log('I am index');

const lib = require('./lib');

console.log(lib.add(1, 2));

dist 目录用于放置编译后的代码。compile.js 即为执行编译操作的文件，其流程也非常简单，读取源文件内容，编译为字节码后保存为文件（dist/*.jsc）：

const path = require('path');

const fs = require('fs');

const vm = require('vm');

const glob = require('glob'); // 第三方依赖包

const srcPath = path.resolve(__dirname, './src');

const destPath = path.resolve(__dirname, './dist');

glob.sync('**/*.js', { cwd: srcPath }).forEach((filePath) => {

  const fullPath = path.join(srcPath, filePath);

  const code = fs.readFileSync(fullPath, 'utf8');

  const script = new vm.Script(code, {

    produceCachedData: true

  });

  fs.writeFileSync(

    path.join(destPath, filePath).replace(/\.js$/, '.jsc'),

    script.cachedData

  );

});

运行 node compile 后，就可以在 dist 目录内生成源代码对应的字节码文件，接下来就是运行字节码文件。然而，直接执行 node index.jsc 是无法运行的，因为 Node.js 在默认情况下会把目标文件当做 JavaScript 源代码来执行。

此时，就需要对 jsc 文件使用特殊的加载逻辑。在 dist 目录内新建文件 main.js，内容如下：

const Module = require('module');

const path = require('path');

const fs = require('fs');

const vm = require('vm');

// 加载 jsc 文件的扩展

Module._extensions['.jsc'] = function(module, filename) {

  const bytecodeBuffer = fs.readFileSync(filename);

  const length = bytecodeBuffer.readIntLE(8, 4);

  const script = new vm.Script(' '.repeat(length), {

    cachedData: bytecodeBuffer

  });

  script.runInThisContext();

};

// 调用字节码文件

require('./index');

执行 node dist/main，虽然 jsc 文件可以加载进来了，但是就出现了另一段异常信息：

ReferenceError: require is not defined

这是个奇怪的问题，在 Node.js 中，require 是个很基础的函数，怎么会未定义呢？原来，Node.js 在编译 js 文件的过程中会对其内容进行包装。以 index.js 为例，包装后的代码如下：

(function (exports, require, module, __filename, __dirname) {

  console.log('I am index');

  const lib = require('./lib');

  console.log(lib.add(1, 2));

});

包装这个操作并不在编译字节码这个步骤里面，而是在之前执行。所以，要在 compile.js 补上包装（Module.wrap）操作：

const script = new vm.Script(Module.wrap(code), {

  produceCachedData: true

});

加上包装之后，script.runInThisContext 就会返回一个函数，执行这个函数才能运行模块，修改代码如下：

Module._extensions['.jsc'] = function(module, filename) {

  // 省略 N 行代码

  const compiledWrapper = script.runInThisContext();

  return compiledWrapper.apply(module.exports, [

    module.exports,

    id => module.require(id),

    module,

    filename,

    path.dirname(filename),

    process,

    global

  ]);

};

再次执行 node dist/main.js，出现了另一条错误信息：

SyntaxError: Unexpected end of input

这是一个让人一脸懵逼，不知道从何查起的错误。但是，仔细观察控制台又可以发现，在错误信息之前，两条日志已经打印出来了：

I am index

I am lib

由此可见，错误信息是执行 lib.add 时产生的。所以，结论就是，函数以外的逻辑可以正常执行，函数内部的逻辑执行失败。

回想 V8 编译的流程。它解析 JavaScript 代码的过程中，Toplevel 部分会被解释器完全解析，生成抽象语法树以及字节码。Non Toplevel 部分仅仅被预解析（语法检查），不会生成语法树，更不会生成字节码。Non Toplevel 部分，即函数体部分，只有在函数被调用的时候才会被编译。

所以问题也就一目了然了：函数体没有编译成字节码。幸好，这种行为也是可以更改的：

const v8 = require('v8');

v8.setFlagsFromString('--no-lazy');

设置了 no-lazy 标志后再执行 node compile 进行编译，函数体也可以被完全解析了。最终 compile.js 代码如下：

const path = require('path');

const fs = require('fs');

const vm = require('vm');

const Module = require('module');

const glob = require('glob');

const v8 = require('v8');

v8.setFlagsFromString('--no-lazy');

const srcPath = path.resolve(__dirname, './src');

const destPath = path.resolve(__dirname, './dist');

glob.sync('**/*.js', { cwd: srcPath }).forEach((filePath) => {

  const fullPath = path.join(srcPath, filePath);

  const code = fs.readFileSync(fullPath, 'utf8');

  const script = new vm.Script(Module.wrap(code), {

    produceCachedData: true

  });

  fs.writeFileSync(

    path.join(destPath, filePath).replace(/\.js$/, '.jsc'),

    script.cachedData

  );

});

dist/main.js 代码如下：

const Module = require('module');

const path = require('path');

const fs = require('fs');

const vm = require('vm');

const v8 = require('v8');

v8.setFlagsFromString('--no-lazy');

Module._extensions['.jsc'] = function(module, filename) {

  const bytecodeBuffer = fs.readFileSync(filename);

  const length = bytecodeBuffer.readIntLE(8, 4);

  const script = new vm.Script(' '.repeat(length), {

    cachedData: bytecodeBuffer

  });

  const compiledWrapper = script.runInThisContext();

  return compiledWrapper.apply(module.exports, [

    module.exports,

    id => module.require(id),

    module,

    filename,

    path.dirname(filename),

    process,

    global

  ]);

};

require('./index');

bytenode

实际上，如果你真的需要把 JavaScript 源代码编译成字节码，并不需要自己去编写这么多的代码。npm 平台上已经有一个叫做 bytenode 的包可以完成这些事情，并且它在细节和兼容性上做得更好。

字节码的问题

虽然编译成字节码后可以保护源代码，但字节码也会存在一些问题：

JavaScript 源代码可以在任何平台的 Node.js 环境中运行，但字节码是平台相关的，在何种平台下编译，就只能在何种平台下运行（比如在 Windows 下编译的字节码不能在 macOS 下运行）。

修改源代码后要再次编译为字节码，较为繁琐。对于一些如数据库服务器地址、端口号等配置信息，建议不要编译成字节码，仍使用源文件运行，方便随时修改。

后记

作为一名聪明的读者，你必定能猜到，本文是以倒叙的方式写的。笔者是先使用 bytenode 完成了需求，再研究其原理。

NodeJs 源码保护

现在 NodeJs 开发 Server 端越来越流行，如果 Server 部署在自己公司的服务器上，那么可以认为环境是相对安全的，不需要做源码保护。但是如果需要在客户方部署，又不希望自己的源码暴露的时候，这个时候就需要源码保护。一般的源码保护方式就是 js 压缩/混淆之类的操作，增加 js 代码的不可读性，或者说是增加破解难度。

        本文讨论另一种使用字节码编译 nodejs 代码来保护源码的方式。

        NodeJs 使用 google 的 V8 引擎进行编译，具体可以参考  https://zhuanlan.zhihu.com/p/28590489，同时，我们利用 bytenode 这个插件来辅助生成字节码文件，具体请参考 https://github.com/OsamaAbbas/bytenode。

        项目构成：使用 express 创建一个项目，项目目录如下：

        主要文件及说明：

        bin/www：程序主入口

        routes/：路由 js 文件

        services/：核心业务逻辑处理的 js 文件

        app.js：NodeJs Server 启动入口。

        compile.js：字节码编译 js 的文件，后面会讲到。

        其余的文件不重要，也不会被编译成字节码。

        核心思路就是将关键的 js 代码编译成字节码，以保护我们的业务处理逻辑或者算法。

1. 安装依赖

npm install bytenode --save

2. compile.js，主要逻辑就是将项目代码拷贝到 dist 目录中，遍历 dist 下 routes 和 services 等核心 js 文件目录，使用 bytenode 插件将所有的 js 转换成 jsc 字节码文件，然后删除 js 源文件。

var bytenode = require('bytenode');

var fs = require('fs');

var path = require("path");

fs.exists('./dist', exist => {

    if (exist) {

        delDir('./dist');

    }

    fs.mkdirSync('./dist');

})

// 拷贝目录到 dist 下

fs.readdir('./', (err, files) => {

    if (err) {

        console.error(err);

        return;

    }

    for (var i = 0; i < files.length; i++) {

        var stat = fs.statSync('./' + files[i]);

        if (stat.isFile()) {

            if (files[i].indexOf('compile.js') == -1) {

                fs.writeFileSync('./dist/' + files[i], fs.readFileSync('./' + files[i]));

            }

        } else if (stat.isDirectory() && files[i].indexOf('dist') == -1) {

            createDocs('./' + files[i], './dist/' + files[i], function () {

            })

        } else {

        }

    }

    compileFile()

})

function compileFile() {

    // 编译 app.js 为字节码

    bytenode.compileFile({

        filename: './dist/app.js'

    });

    fs.unlinkSync('./dist/app.js');

    // 编译 filters/routes/services 目录下的js文件为字节码

    compileDir('./dist/filters');

    compileDir('./dist/routes');

    compileDir('./dist/services');

}

function compileDir(dir) {

    var stat = fs.statSync(dir);

    if (stat.isFile() && dir.indexOf('.js') != -1) {

        // 文件，直接转换

        bytenode.compileFile({

            filename: dir

        });

        fs.unlinkSync(dir);

    } else if (stat.isDirectory()) {

        // 目录，列出文件列表，循环处理

        var files = fs.readdirSync(dir);

        for (var i = 0; i < files.length; i++) {

            var file = dir + '/' + files[i];

            compileDir(file);

        }

    } else {

    }

}

//递归创建目录 同步方法  

function mkdirsSync(dirname) {

    if (fs.existsSync(dirname)) {

        return true;

    } else {

        if (mkdirsSync(path.dirname(dirname))) {

            console.log("mkdirsSync = " + dirname);

            fs.mkdirSync(dirname);

            return true;

        }

    }

}

function _copy(src, dist) {

    var paths = fs.readdirSync(src)

    paths.forEach(function (p) {

        var _src = src + '/' + p;

        var _dist = dist + '/' + p;

        var stat = fs.statSync(_src)

        if (stat.isFile()) {// 判断是文件还是目录

            fs.writeFileSync(_dist, fs.readFileSync(_src));

        } else if (stat.isDirectory()) {

            copyDir(_src, _dist)// 当是目录是，递归复制

        }

    })

}

/*

 * 复制目录、子目录，及其中的文件

 * @param src {String} 要复制的目录

 * @param dist {String} 复制到目标目录

 */

function copyDir(src, dist) {

    var b = fs.existsSync(dist)

    console.log("dist = " + dist)

    if (!b) {

        console.log("mk dist = ", dist)

        mkdirsSync(dist);//创建目录

    }

    console.log("_copy start")

    _copy(src, dist);

}

function createDocs(src, dist, callback) {

    console.log("createDocs...")

    copyDir(src, dist);

    console.log("copyDir finish exec callback")

    if (callback) {

        callback();

    }

}

function delDir(path) {

    let files = [];

    if (fs.existsSync(path)) {

        files = fs.readdirSync(path);

        files.forEach((file, index) => {

            let curPath = path + "/" + file;

            if (fs.statSync(curPath).isDirectory()) {

                delDir(curPath); //递归删除文件夹

            } else {

                fs.unlinkSync(curPath); //删除文件

            }

        });

        fs.rmdirSync(path);

    }

}

3. 修改 bin/www 文件，在最开始 引入 bytenode

require('bytenode');

var app = require('../app');

var debug = require('debug')('esreader-server:server');

var http = require('http');

...

4. 执行指令打包编译。

node compile.js

编译完成之后， dist 下面的所有文件即可作为发布到第三方服务器上的server。

这样做完之后，项目的启动，或者使用诸如 pm2 等工具来管理 server 时，都与之前的固有做法一致，不需要特殊处理。

JS生成字节码生成技术，用字节码保护商业NodeJS源码！

本文介绍一种NodeJS源代码保护方式：通过把nodejs代码转化为字节码，用node启动字节码文件的方式，保护nodejs源代码不泄漏。

可应用于nodejs项目提交源码、nodejs产品在不可信的环境中部署，防止别人获取源码。

如同JS代码一样，nodejs源码，也是透明代码，通常用node启动代码时，都必须把源码也放置到启动环境中。这在很多时候是不安全不稳妥的。因为js源码透明的原因，别人可以直接获取到产品或项目源码。

如果是为第三方定制项目，对方可以直接拿到源码。如果是要在某些环境中启动项目，比如虚拟主机、他人的服务器中，源码的也是很令人担心的。

为了防止源码泄漏带来的一系列令人不安的后果，这里介绍一种专门针对于nodejs源码的保护技术：将nodejs代码转化为字节码文件。

实现原理

nodejs的内核中对于js的解析，使用的是谷歌的v8引擎。v8引擎内置有js虚拟机。通过v8虚拟机，可以将js代码编译为字节码。而v8虚拟机是能够识别和直接运行该字节码的。因此，以下执行逻辑成为可能：

1、js代码 -> js字节码

2、js字节码 -> nodejs ->运行

实现代码

（例程）

生成字节码文件的部分：

var v8 = require('v8');

var fs = require('fs');

//读取源文件（JS源码）

var js_code = fs.readFileSync(__dirname+"/test.js").toString();

//生成字节码

var script = new vm.Script(js_code, {produceCachedData: true});

var byte_code = script.cachedData;

//将字节码写入文件

fs.writeFileSync(__dirname+"/test.jsb",byte_code);

读取并运行字节码的部分：

var v8 = require('v8');

var fs = require('fs');

//从文件中读取字节码

byte_code = fs.readFileSync(__dirname+"/test.jsb");

//运行

var l = byte_code.slice(8, 12).reduce(function (sum, number, power) { return sum += number * Math.pow(256, power);});

var dummyCode =" ".repeat(l);

script = new vm.Script(dummyCode, {cachedData: byte_code});

script.runInThisContext();

运行效果

test.js是本例的测试文件，内容如下：

console.log("hello world");

console.log("this is a test");

运行效果如下：

生成字节码，读取、运行字节码。如此操作起来，并不复杂，如果量大的话，还是稍有些繁琐的。

另外一个弊端是：兼容性问题。比如win下生成的字节码，到linux下，是不能正常运行的。如果要在linux下用，就要在linux下生成。也就是操作系统要一致。

对于JS代码产品的保护，除了可以使用字节码技术，还可以用代码混淆加密的办法，比如：JShaman（http://www.jshaman.com/）是一款对JS代码进行混淆加密的工具，也适用于nodejs代码加密，也是个非常不错的nodejs代码保护手段，且可对前端JS代码进行保护，通用性比较强。

nodejs代码加密

https://www.npmjs.com/package/dir-compress

how to use

npm install dir-compress

var compresser = require('dir-compress');

compresser.compress({

    rootPath: 'folder want to be compressed',

    newRootPath: 'new dir root',

    exclude: ['/folder'] //this path is relative to rootPath, which will not be compressed

})