Как это работает
Привязка к диску основана на измерении угла между секторами. Похожая техника использовалась еще во времена 8-битных компьютеров и дискет. Аналогичным образом работают CD-Cops, SecureROM и многие другие защитные механизмы, так что назвать идею star-force "революционной" очень трудно. Но это не помешало разработчикам запатентовать ее или, по крайней мере, объявить, что она запатентована. Впрочем, не будем углубляться в юридическо-лирические дебри, а лучше перейдем к техническим деталям.
Спиральная дорожка лазерных дисков очень похожа на грампластинку, только начинается не снаружи, а изнутри, то есть наматывается от центра к краю. Лазерная головка, удерживаемая в магнитном поле (примерно так же как удерживается звуковая катушка в акустических системах) движется на салазках поперек спиральной дорожки. Сама дорожка состоит из секторов с данными и каналов подкода. Номера секторов находятся как в заголовках самих секторов, так и в каналах подкода, "размазанных" вдоль спиральной дорожки. Для грубой наводки не требуемый сектор используются салазки и каналы подкода, а для точной— отклонение в магнитном поле и секторные заголовки.
Просто взять и измерять структуру спиральной дорожки нельзя, но можно сделать вот что. Допустим, головка считывает сектор X, а следом за ним сектор Y. Если угол XOY, образованный центром (O) диска и секторами X, Y составляет ~15 град, а сами сектора расположены в соседних витках спиральной дорожки, то приводу будет достаточно всего лишь немного отклонить головку и через мгновение сектор Y сам упадет в его руки, как перезревшее яблоко — диск ведь вращается!. Если же угол составляет менее 15 град, тогда за время перемещения головки, сектор Y уже "уплывет" и приводу придется ждать целый оборот лазерного диска!
Рисунок 2 когда угол между секторами X и Y составляет ~15 град. при переходе на соседний виток, сектор Y сразу же "подлетает" к оптической головке (рисунок слева), при меньшем значении угла сектор Y успевает уплыть и головка вынуждена ждать целый виток
Таким образом, замеряя время чтения различных пар секторов, мы можем приблизительно определить их взаимное расположение на спиральной дорожке. У каждой партии диска оно будет своим (ведь плотность секторов на 1мм и крутизна спирали неодинакова и варьируется от партии к партии). Чтобы побороть упреждающее считывание (которым "страдают" многие приводы), защита должна читать сектора в порядке убывания их номеров. Так же она должна измерять скорость вращения привода, чтобы во-первых, определить постоянство временных замеров (пляшут они как пьяные человечки или нет), а во-вторых скорректировать формулу для вычисления угла, ведь как легко показать, чем быстрее вращается диск, тем скорее "уплывает" сектор.
Именно так Star-Force и поступает. Ниже приведен протокол работы защиты, перехваченный программой BusHound (при этом использовался SCSI-накопитель, поскольку с IDE защита работает напрямую и программный перехват уже не спасает).
Рисунок 3 BusHound за работой
Сначала защита выполняет профилировку поверхности, определяя время одного оборота, и оценивая величину разброса, исходя из которого будет рассчитываться допуск на отклонение ключевых характеристик:
049634 292ms
04961f 192ms
04960a 8.5ms
0495f5 8.3ms
0495e0 8.5ms
0495cb 8.5ms
0495b6 8.5ms
0495a1 8.5ms
04958c 8.5ms
049577 8.5ms
049562 8.5ms
04954d 8.5ms
049538 8.5ms
049523 8.5ms
04950e 8.7ms
…
048e7e 8.1ms
048e69 8.2ms
048e54 8.2ms
048e3f 8.2ms
048e2a 8.2ms
048e15 8.2ms
048e00 8.2ms
Листинг 1 профилировка спиральной дорожки (все номера секторов шестнадцатеричные)
Как видно, каждый последующий номер на 15h меньше предыдущего (приблизительно столько секторов и содержится на данном витке спирали), а время чтения сектора колеблется от 8,1 до 8,7 ms.
Затем защита делает некоторые несущественные операции (то есть очень даже существенные, но не суть важные) и приступает к измерению углов. Вот так выглядит протокол оригинального диска:
051dfe 25ms
051dfa 7.3ms
051df5 6.6ms
051dee 6.2ms
051de6 5.5ms
051ddd 5.2ms
051dd2 12ms
051dc6 12ms
051db9 11ms
051daa 11ms
051d9a 10ms
051d89 10ms
051d76 9.9ms
051d62 9.1ms
051d4c 8.8ms
051d35 8.0ms
Листинг 2 измерения угла между секторами (оригинальный диск)
Сразу бросается в глаза, что шаг убывания между секторами не остается постоянным, а плавно растет, то есть защита перебирает различные комбинации X и Y, засекая в какой момент происходит "перескок" сектора, вынуждающий ждать целый оборот. В данном случае, он расположен между 051ddd и 051dd2 секторами. Время доступа скачкообразно увеличивается с 5,2 ms дол 12 ms, т.е. больше чем в два раза!
А теперь посмотрим как выглядит протокол обмена с копией:
051dfe 29ms
051dfa 7.3ms
051df5 6.6ms
051dee 6.2ms
051de6 5.5ms
051ddd 5.1ms
051dd2 4.7ms
051dc6 12ms
051db9 11ms
051daa 11ms
051d9a 10ms
051d89 10ms
051d76 9.9ms
051d62 9.2ms
051d4c 8.8ms
051d35 8.0ms
Листинг 3 измерение угла между секторами (копия)
Вроде бы все так же как в прошлый раз, но присмотревшись повнимательнее, можно заметить, что перескок происходит не межу 051ddd и 051dd2 секторами, как раньше, а между 051dd2 и 051dc6, т. е. на один шаш позже. Вот это-то и отличает скопированный диск от его оригинала!
