修正パッチの作成手法等についてご教授ください

Question

初めましてこんばんは。

現在、プログラミングを初めまして、趣味でJavaやC#にてプログラミングを行っています。

どうかご回答よろしくお願いします。

《 質門 》

JavaやC#等でデスクトップアプリを開発した後、修正したい箇所ができた場合
私はVisualStuido等でプログラムをソースごと修正し、再度exe等を作り直しているのですが
普通市販のものだとexe全体ではなく、おそらく差分データのみが入った修正パッチを作成し
それを実行することによって差分が当たる感じになるものが多いと思います。

私も修正パッチなるものの作成も行ってみようと思うのですが、
持っている書籍等では扱っておらず、どのように修正パッチを作るのかわからず困っています。

「修正パッチの簡単な原理」と「修正パッチの作成」に焦点を当てているような書籍やWebがあれば教えていただけますか？

Answer 1

「修正パッチ」をうまく説明しているサイトは心あたりがありませんが、パッチとはどうあるべきか、またパッチとはそもそも何なのか、を整理するための周辺情報として少し書きますね。

「パッチ」という言葉から「全体入れ替え」ではなく「部分的な更新」というイメージをお持ちと思います。コンピューティング用語としての「パッチ」という言い回しは、まさにプログラムの一部を書き換える、という意味を持っています。私が知っている最も原始的なパッチプログラムは、すでにインストールされている実行ファイル（DOS/WindowsでのEXEファイル）の内容を書き換える、あるいはメインフレームコンピュータの実行メモリにロード済みのプログラムイメージの一部を別のコードで上書きすることで、元のプログラムに含まれているバグを回避するロジックを追加したり、プログラムのパフォーマンスを向上させたりするものでした。これは、EXEファイルや実行メモリ上のプログラムがどのような構造になっているか、ということについて深い理解と知識をもっていた往年のハッカーたちが編み出した技でした。

しかしながら、最近はこのような方法でパッチを当てることは推奨されなくなりました。なぜならば、この方法で元のプログラムの動作を変更するというやり方は、コンピュータウィルスがプログラムに不正な振る舞いをさせる方法そのものであり、従って多くのアンチウィルスシステムがこのような行為を監視して警告、またはそれ以上に積極的な排除処理を行うようになったからです。

このようなセキュリティ上の観点から、おおむね2000年以降のメジャーなOS（Windows, Linux, Unix等）では、実行ファイルの一部を書き換えることをOSとして否定的な行為（推奨されない行為）として扱うようになりました。アプリのアップデートは実行ファイルの内容を書き換えるのではなく、実行ファイルや実行に必要なファイルを、ファイル単位で差し替えることが推奨されるようになりました。

このような歴史的な経緯により、現在では「パッチ」という言葉はEXEファイルの内容の一部を書き換えることではなく、「実行に必要なファイルの置き換え」を意味するようになりました。

アプリの実行ファイルや実行に必要なファイルの置き換え、という観点で見ると、話はぐっとシンプルになってくるのではないでしょうか。ここで目指したいのはアプリを一つの大きな塊（例えば一つのEXEファイル）ではなく、いくつか分割されたファイル（例えばEXEファイルと複数のDLLファイル）として実装する。アップデートの際には変更のあったEXEやDLLファイルだけを置き換えればよい、という考え方です。

というわけで、「効率的なパッチ」を実現したいスレ主さんが目指すべき方向としては、これから作ろうとされているアプリを、なるべく多くのDLLに分割して実装することです。そのためには、アプリに組み込む機能をよくよく吟味して、どのような観点でモジュール化すればDLLの数を最大化し、なおかつプログラムコードを最小化できるか、という落としどころを見極めることだと思います。

以上、ご参考になれば。

Answer 2

修正パッチといってもいろいろな考え方があると思いますが、本当にプログラムのバイナリ差分をとって、差分をパッチ当てするものから、プログラムをexe単体ではなく、メインのプログラム(exe)と機能ごとのdllに分割して、修正が発生した部分のみダウンロードさせて置き換える方法などがあると思います。
Javaの場合は複数のjarファイルに分割すると置き換えて考えてください。

また、通信環境の高速化などからインストーラの機能を使って全てを上書きインストールをさせてしまう方法も近年であれば特に問題なく行われていると思います。

私が業務としてやったことがあるのは上に挙げた、プログラムを細かく分割して機能ごとにdll化して、必要とするdllのみ置き換える、というものです。そのプロジェクトにかかわっている期間に何回か修正用のモジュールのみ配布するインストーラを作成しました。

後は有償のインストーラ作成ソフト(InstallShleld等)を使用すると、パッチの作成やパッチ用のインストーラの作成が可能だということです(以前調べた内容なので、現在はどうなっているかちょっと不明ですが、Visual Studioに付属しているインストールツールがInstallShieldの機能限定版なので、少なくともそれより細やかな設定が可能なものだと思います)。

検索エンジンで「Visual Studio 修正パッチ作成」などで検索するといろいろなページがヒットしますので、そちらで最新の情報を調べられることをお勧めします。