LiveStreet

Вы чуть ли не полностью описали teeworlds и его проблемы.

К сожалению мои познания в области реверс-инжиниринга бинарников и взлома компьютерных программ чрезвычайно ограничены. Поэтому есть вероятность того, что нижеизложенное основано на неверных предпосылках.

Проведём параллель с играми в реальном мире. Кто присутствует на каждом футбольном матче? Арбитр. Третье лицо, которое знает правила и следит за тем, чтобы все игроки эти правила соблюдали, причём все игроки должны соблюдать одни и те же правила. Игроки (и зрители) также могут наблюдать за процессом игры и, в принципе, могут поймать арбитра на жульничестве (если арбитр начинает рандомно показывать красные карточки, то он либо дебил, либо куплен, либо сошёл с ума). Арбитр (как правило?) дорожит своей репутацией. Игроки доверяют арбитру по умолчанию.

С компьютерными играми можно сделать то же самое: взять некое третье лицо (не обязательно сервер, принадлежащий разработчикам игры) и сделать его арбитром. Арбитр следит, за тем, чтобы ПО всех игроков было одной версии, а также мониторит отчёты, которые ему в реальном времени посылает контрольный модуль, присобаченный к клиенту. Контрольный модуль будет реагировать на попытки модификации исполняемого кода игры на лету и другие распространённые методы взлома.

Как это стыкуется с СПО? Вот тут, в общем-то, и содержится основное слабое место этой схемы.
Контрольный модуль — это бинарник, причём крепко зашитый. Предпочтительно — зашитый каким-то очень случайным образом (я хз, как вообще это делается). Плюс, его код также может содержать случайные последовательности. В общем, любые методы, которые предотвращают автоматический взлом. Бинарник этот посылается арбитром одновременно всем игрокам. Возможно потребуется некая синхронизация передачи данных, чтобы все игроки закончили скачивать бинарник примерно в один и тот же момент. В этот момент бинарник активируется на каждом из клиентов и в течение N секунд должен законнэктиться (PSK, ключ вшит в бинарник) к арбитру и подтвердить свою подлинность и целостность. После чего он запускает игру, проверяет версию её модулей, и начинает следить за её процессами, предотвращая их изменение. Периодически (раз в M минут) арбитр генерирует новую версию бинарника и отсылает её игрокам вместе с исходниками предыдущей версии (таким образом игроки получают действительно свободное ПО — только с некоторой задержкой) и информацией о том, как расшифровать данные, которые передавал бинарник всё это время.

ПО игроков знает, как генерируются исходники контрольного модуля и что контрольный модуль может делать. Поэтому работающий параллельно с клиентом модуль контроля и наблюдения за модулем контроля может не позволять модулю контроля делать что-то, что ему делать не полагается (например пропатчить ядро). После получения очередной порции исходников и ключей для декодирования потока модуль контроля и наблюдения за модулем контроля может декодировать информацию (не обязательно в реальном времени, это можно делать параллельно, или вообще отложить декодирование на потом), которая была отослана ранее, чтобы удостовериться, что модуль контроля не посылал ничего инкриминирующего (в случае, если ему удалось обойти модуль контроля и наблюдения и всё-таки нарыть какую-то информацию), а также что арбитр не давал модулю контроля никаких читерских команд. Также игра записывает и шифрует риплэй (записывает и шифрует сама, ключ для шифрования получает от модуля контроля, этот ключ также раскрывается каждые M минут), после игры он может быть проанализирован для определения честности арбитра и игроков (поскольку система позволяет избежать модификаций клиента и шифровать передачи, можно позволить клиентам иметь исчерпывающую информацию о ходе игры — всё равно игроки не смогут ею воспользоваться в реальном времени).

То есть система основана на предположении, что можно генерировать бинарники, которые не могут быть взломаны игроками (и в которых зашитые ключи не могут быть найдены) быстрее чем за N секунд. Также предполагается, что игроки не могут модифицировать код модуля контроля после его запуска (или могут, но неспособны вычислить и внести все нужные изменения быстро и атомарно). Также предполагается, что игроки доверяют арбитру, то есть арбитры — не случайно выбранные компьютеры в Интернете, а вполне известные (имеют закрытый ключ для подтверждения) личности. Конечно, это не даёт 100% гарантию того, что они никогда не воспользуются получаемой властью в неправедных целях, но и в реальном мире никто этого не гарантирует. Кроме того возможности, которые дают им модули контроля, довольно ограничены.

Игра разбивается на несколько кусков, все важные для игрового процесса данные пересылаются через модуль контроля и поэтому передаются в зашифрованном виде. Куски, не содержащие влияющих на игровой процесс частей, могут модифицироваться свободно, модуль контроля не будет возражать. Куски, которые влияют на игровой процесс, в своей совокупности должны быть совместимы друг с другом и совместимы с клиентским кодом других игроков («совместимы» означает, что они поддерживают одну и ту же версию протокола и правил игры, они не обязательно должны быть идентичны с точностью до бита, т.к. могут быть на разных платформах), арбитр это проверяет по хэшам этих кусков (хэши считает и передаёт модуль контроля). Арбитр хранит у себя большой набор таблиц совместимости кусков по их хэшу, этот набор он также показывает игрокам перед началом игры (чтобы игроки знали, какие версии клиента поддерживаются). Одобренные как «чистые» версии происходят прежде всего из центрального репозитория сообщества разработчиков игры (подписываются релиз-инженером; списки одобренных версий регулярно обновляются), но арбитр волен поддерживать и модифицированные версии на своё усмотрение (главное, чтобы все игроки имели совместимые модификации).

Модуль контроля может посылать скриншоты (скриншоты делает игра) и данные о состоянии игры на момент снятия скриншота арбитру и другим игрокам, впоследствии их можно дешифровать (для игроков; арбитр может дешифровать в реальном времени) и проверить, что рэндэринг был проведён правильно. Это не очень красиво, но зато позволяет игрокам иметь любые версии драйверов, отвечающих за отрисовку (модифицируя рэндэрер можно, в принципе, добиваться прозрачности стен и других интересных и не совсем честных эффектов). Арбитр может сверять скриншоты с их ожидаемыми версиями (зная состояние игры, арбитр может сам отрэндэрить соответствующую сцену и автоматически проверить, что разница между изображениями не превышает погрешность).

Что-то типа того.

Шифрование обмена с сервером на основе загруженного в память кода ядра игры, которое не должно быть подвержено изменениям со стороны моддеров.

Бинарное содержимое ядер всех версий известно (и алгоритм использования этого содержимого в процессе шифрования), поэтому если ядро не затронуто, то на стороне сервера данные будут расшифрованы без проблем. Если ядро изменено, то хендшейк просто не пройдет (или в процессе передачи данных что-то нарушится, если код незначительно изменен). Главное, во-первых, чтобы код ядра был использован в шифровании максимально широко. Например, хэши от большого количества ячеек, выбранных в псевдослучайной последовательности, ну и, во-вторых, чтобы код самого взаимодействия с сервером так же входил в ядро.

При таком раскладе даже наличие исходников клиента и сервера ничем не поможет.