安卓系统的安全防护技术与研究
摘 要21世纪，随着科技的进步，智能手机越来越普遍的出现在我们的生活中。同时，手机操作系统也层出不穷，在这些系统中，安卓系统由于代码的开源性，在手机操作系统中使用最普遍，也正是因为这样，一部分见利忘义之徒在经济利益的驱使下，通过手机病毒及恶意软件对手机系统进行破坏，从而达到他们的经济目的。因此对手机系统的安全防护技术研究在生活中具有重要作用。本文通过对安卓系统的内核层和应用框架层的安全性进行分析，提出了针对电话、短信、连接互联网、Wifi和蓝牙的安全性监控的设计思路，对安卓系统的防护技术研究有重要的借鉴意义。
目 录
一、 引言: 1
二、 安卓系统分析 1
（一） Linux内核（Linux kernel）内核 3
（二） 库和运行环境（Libraries and Android Runtime） 3
（三） 应用程序框架层（Application Framework） 4
（四） 应用程序层（Application） 5
三、 安卓系统的安全性分析 5
（一） 用户数据的安全性问题分析 5
（二） 手机系统的安全性问题分析 5
（三） 权限 6
四、 解决方案与设计 6
（一） BroadcastReceiver基类分析 7
（二） 安全防护模块 8
（三） 辅助功能模块 8
（四） 安全监控模块设计 8
1. 电话监测模块 8
2. 监测接入的电话 10
（五） 短信监测模块设计 10
1. 接收短信监测 10
2. 发出短信监测 10
（六） 互联网连接的监测模块设计 10
（七） WiFi监测模块的设计 10
（八） 蓝牙监测模块的设计 10
（九） 文件监测模块的设计 11
五、 安全防护功能实现方法和总结 12
（一） 监测拨打电话方法： 13
（二） 文件监控模块实现 13
（三） 小结 13
谢 辞 14
参考文献 1
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
5
安卓系统的安全防护技术与研究
引言:
在信息化快速发展的今天，手机已经成为人们手中必不可少的通信工具。而且随着手机智能化程度的不断提高，处理能力的不断提升，手机内存容量的大幅增加，人们越来越频繁的使用手机来存储私人信息、开展移动办公等事务。
在众多智能手机系统中，Google公司开发的安卓系统依靠着良好的用户体验、源代码的开放性、系统整体结构的严谨性、简洁易操作的开发方式俘获了大量的普通用户和专业的开发人员。但是，随着智能手机应用种类的拓宽和范围的广泛，用户在手机中存放的重要信息也随之越来越多，手机的安全性问题也就由此产生。根据相关调查，安卓系统的恶意软件和病毒也成倍的增长，通过对恶意软件的特征进行分类，发现扣费类的恶意软件占据了接近50%的比率，其次是隐私窃取类软件为30%，还有后台类、资费消耗类、流氓软件等恶意软件。其中扣费类的恶意软件大部分是通过诱骗用户订阅SP（Service Provider）业务，超过30%的则频繁的从网上下载垃圾软件，消耗用户的大量流量，而其他的则通过发送短信息等形式扣取用户的费用。
根据以上分析，发现大部分恶意软件都选择对安卓系统本身的漏洞、安卓用户的个人信息和网络流量。本文通过对安卓系统的分析和安全防护技术的研究，从而为安卓系统用户提供更好的使用环境。
安卓系统分析
安卓系统从底层到应用层分为Linux内核（Linux kernel）、库和运行环境（Libraries and Android Runtime）、应用程序框架（Application Framework）、应用程序（Application）四个部分组成。安卓系统总体框架如图21所示：
图21安卓系统总体框架
Linux内核（Linux kernel）内核
安卓系统（Android System）是基于Linux内核开发的，该部分主要为安卓系统提供系统的核心服务，包括对系统的进程管理、安全性维护、内存数据的管理以及驱动各种芯片等功能，Linux内核是整个安卓系统的基础，为上层提供服务和支持。Linux层的框架如图所示：
图22 Linux内核层总体框架
库和运行环境（Libraries and Android Runtime）
该层包含两个部分，库和运行环境，其中库是为应用程序框架层提供服务的，其主要目的是实现底层逻辑与应用程序框架层之间的相互连接。该部分的总体框架如图所示：
图23 库和运行环境总体框架
它主要包括以下几个部分
Surface Manager负责当多个程序运行的时候，管理数据的存取动作和显示的互动，而且也对2D、3D图像的显现生成。
Media Framework是多媒体库，它负责对各种音频和视频格式进行记录、回放，我们常用的音频和视频格式例如MP3、MPEG4都被其支持。
SQLITE是一个数据库，这种小型的数据库方便手机操作使用。
OpenGL是3D绘图库。
Freetype负责把向量和点阵字体描绘和显示。
WebKit是一种Web浏览器
SGL是底层的对2D图形进行渲染的引擎。
SSL来实现安全的网页浏览。
Libc是为手机等小型设备进行的标准化C语言函数库。
另外该层还有运行环境（RunTime），可以分为两个部分：
Core Libraries为JAVA API提供了大部分功能，此外还包括一些核心API。
Dalvik VM是一种虚拟机，当运行一个应用程序的时候，调用虚拟机的“实例”，从而从虚拟机运行这个应用。这样的机制可以避免不同的应用程序相互干扰，保持各个程序之间的独立性，另外Dalvik VM是专门为手机这种设备优化过的。
应用程序框架层（Application Framework）
应用程序框架层是应用程序开发的基础，软件开发人员可以通过其提供的组件实现应用程序的开发，也可以通过继承的方式实现应用程序的个性化扩展。应用程序框架层的总体框架如图所示：
图24应用程序框架层总体框架
（1）Activity Manager为活动管理器，负责调控应用程序的执行时间。
Window Manager为窗口管理器，完成对窗口程序的管理。
Content Provider为内容提供器，不同程序可以通过它实现数据的存取和共享。
View System为视图系统，是应用程序的基本组件。
Notification Manager是通知管理器，该组件可以将自定义的信息显示在状态栏。
Package Manager为包管理器，完成对应用程序的管理。
目 录
一、 引言: 1
二、 安卓系统分析 1
（一） Linux内核（Linux kernel）内核 3
（二） 库和运行环境（Libraries and Android Runtime） 3
（三） 应用程序框架层（Application Framework） 4
（四） 应用程序层（Application） 5
三、 安卓系统的安全性分析 5
（一） 用户数据的安全性问题分析 5
（二） 手机系统的安全性问题分析 5
（三） 权限 6
四、 解决方案与设计 6
（一） BroadcastReceiver基类分析 7
（二） 安全防护模块 8
（三） 辅助功能模块 8
（四） 安全监控模块设计 8
1. 电话监测模块 8
2. 监测接入的电话 10
（五） 短信监测模块设计 10
1. 接收短信监测 10
2. 发出短信监测 10
（六） 互联网连接的监测模块设计 10
（七） WiFi监测模块的设计 10
（八） 蓝牙监测模块的设计 10
（九） 文件监测模块的设计 11
五、 安全防护功能实现方法和总结 12
（一） 监测拨打电话方法： 13
（二） 文件监控模块实现 13
（三） 小结 13
谢 辞 14
参考文献 1
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
5
安卓系统的安全防护技术与研究
引言:
在信息化快速发展的今天，手机已经成为人们手中必不可少的通信工具。而且随着手机智能化程度的不断提高，处理能力的不断提升，手机内存容量的大幅增加，人们越来越频繁的使用手机来存储私人信息、开展移动办公等事务。
在众多智能手机系统中，Google公司开发的安卓系统依靠着良好的用户体验、源代码的开放性、系统整体结构的严谨性、简洁易操作的开发方式俘获了大量的普通用户和专业的开发人员。但是，随着智能手机应用种类的拓宽和范围的广泛，用户在手机中存放的重要信息也随之越来越多，手机的安全性问题也就由此产生。根据相关调查，安卓系统的恶意软件和病毒也成倍的增长，通过对恶意软件的特征进行分类，发现扣费类的恶意软件占据了接近50%的比率，其次是隐私窃取类软件为30%，还有后台类、资费消耗类、流氓软件等恶意软件。其中扣费类的恶意软件大部分是通过诱骗用户订阅SP（Service Provider）业务，超过30%的则频繁的从网上下载垃圾软件，消耗用户的大量流量，而其他的则通过发送短信息等形式扣取用户的费用。
根据以上分析，发现大部分恶意软件都选择对安卓系统本身的漏洞、安卓用户的个人信息和网络流量。本文通过对安卓系统的分析和安全防护技术的研究，从而为安卓系统用户提供更好的使用环境。
安卓系统分析
安卓系统从底层到应用层分为Linux内核（Linux kernel）、库和运行环境（Libraries and Android Runtime）、应用程序框架（Application Framework）、应用程序（Application）四个部分组成。安卓系统总体框架如图21所示：
图21安卓系统总体框架
Linux内核（Linux kernel）内核
安卓系统（Android System）是基于Linux内核开发的，该部分主要为安卓系统提供系统的核心服务，包括对系统的进程管理、安全性维护、内存数据的管理以及驱动各种芯片等功能，Linux内核是整个安卓系统的基础，为上层提供服务和支持。Linux层的框架如图所示：
图22 Linux内核层总体框架
库和运行环境（Libraries and Android Runtime）
该层包含两个部分，库和运行环境，其中库是为应用程序框架层提供服务的，其主要目的是实现底层逻辑与应用程序框架层之间的相互连接。该部分的总体框架如图所示：
图23 库和运行环境总体框架
它主要包括以下几个部分
Surface Manager负责当多个程序运行的时候，管理数据的存取动作和显示的互动，而且也对2D、3D图像的显现生成。
Media Framework是多媒体库，它负责对各种音频和视频格式进行记录、回放，我们常用的音频和视频格式例如MP3、MPEG4都被其支持。
SQLITE是一个数据库，这种小型的数据库方便手机操作使用。
OpenGL是3D绘图库。
Freetype负责把向量和点阵字体描绘和显示。
WebKit是一种Web浏览器
SGL是底层的对2D图形进行渲染的引擎。
SSL来实现安全的网页浏览。
Libc是为手机等小型设备进行的标准化C语言函数库。
另外该层还有运行环境（RunTime），可以分为两个部分：
Core Libraries为JAVA API提供了大部分功能，此外还包括一些核心API。
Dalvik VM是一种虚拟机，当运行一个应用程序的时候，调用虚拟机的“实例”，从而从虚拟机运行这个应用。这样的机制可以避免不同的应用程序相互干扰，保持各个程序之间的独立性，另外Dalvik VM是专门为手机这种设备优化过的。
应用程序框架层（Application Framework）
应用程序框架层是应用程序开发的基础，软件开发人员可以通过其提供的组件实现应用程序的开发，也可以通过继承的方式实现应用程序的个性化扩展。应用程序框架层的总体框架如图所示：
图24应用程序框架层总体框架
（1）Activity Manager为活动管理器，负责调控应用程序的执行时间。
Window Manager为窗口管理器，完成对窗口程序的管理。
Content Provider为内容提供器，不同程序可以通过它实现数据的存取和共享。
View System为视图系统，是应用程序的基本组件。
Notification Manager是通知管理器，该组件可以将自定义的信息显示在状态栏。
Package Manager为包管理器，完成对应用程序的管理。
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