网站首页  词典首页

请输入您要查询的论文：

　

标题 Android智能手机安全机制解析
范文 姚培娟　张志利　杨友红


摘 要：Android智能手机市场占有率大，其安全性越来越受到人们的重视。介绍了Android系统组成，分析了Android系统的安全机制，解析了Android智能手机安全机制存在的问题，提出了未来研究工作的方向。
关键词：智能手机；安卓系统；安全机制
中图分类号：TP301
文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2015）005-0015-02
作者简介：姚培娟（1987 -），女，河南周口人，硕士，黄河科技学院信息工程学院讲师，研究方向为移动智能终端设计与安全分析；张志利（1982 -），女，河南新乡人，硕士，黄河科技学院教务科研处讲师，研究方向为计算机网络安全；杨友红（1979 -），女，河北涿州人，硕士，中国石油东方地球物理公司信息技术中心工程师，研究方向为信息技术。
0 引言
随着移动互联网的普及，越来越多的用户使用功能完善的智能手机（smart phone）。智能手机与传统的功能手机（feature phone）相比，具有更强的数据处理能力，允许用户根据自己的实际需要，自由地安装、卸载应用软件。据全球著名调查分析机构Gartner发布的2013年第二季度全球智能手机操作系统终端销量数据显示：Android系统占据全球智能手机市场份额79%，在智能手机市场中处主导地位，而iOS与Microsoft系统分别为14.2%和3.3%。Android智能手机[1]凭借其开源性、可移植性强、价格优势等赢得了广大用户的喜爱。 Android智能手机存储的用户位置信息、IMEI号等隐私信息，其安全性非常重要。
1 Android简介
2007年，Google公司发布基于Linux内核的开源手机操作系统Android。Android系统采用软件叠层（Software Stack）架构[1]，如图1所示，最上层是各种应用软件，直接与用户打交道；向下一层是应用程序框架，为应用程序开发提供丰富的API（Application Program Interface，应用程序编程接口）；然后是系统运行库，提供库函数功能和保证沙箱机制；最底层以Linux内核为基础，用于支持Android平台的设备驱动。
2 Android系统安全机制
Android系统沿用Linux内核和Dalvik虚拟机提供的安全机制，具有权限机制、签名机制和沙箱机制[1-2]，如图2所示。
2.1 Linux内核层安全机制
Linux内核的自主访问控制机制通常由文件访问控制来实现，Linux文件系统的权限控制是由user、group、other与读（r） 、写（w） 、执行（x）的不同组合来实现容许、限制、拒绝用户、用户组和其他用户的访问[1]。
2.2 权限机制
Android系统采用粗粒度的权限机制，限制应用程序的行为，保障安装过程的安全[3]。Android权限模型中，开发者必须在AndroidManifest.xml文件中声明所需权限。例如开发者需要具有监听来自SMS消息的权限，就必须通过来完成。在安装程序时，Android系统把当前应用程序需要的权限列表提供给用户，询问用户是否授予相应权限。如果用户同意授权，系统将该应用的用户ID加入到申请权限所对应的用户组中，使该应用获得访问系统资源的权限。在运行时，如某应用需要访问系统资源，Android系统会检查用户ID是否属于该系统资源对应的用户组。若属于，则同意应用访问系统资源。Android有大约134个内置的权限控制操作，用于保护系统资源的访问，例如应用程序执行电话、访问网络、拍照片操作时需要申请的权限分别是CALL_PHONE、INTERNET、CAMER等。
2.3 签名机制
Android系统使用数字证书标识应用程序的作者和应用程序之间的信任关系，要求每个应用程序都必须拥有一个独立数字证书。每个应用程序发布时，可利用Keytool生成数字证书，并利用Jarsinger为.apk文件进行数字签名，在应用程序安装时验证，通过比对.apk文件的签名情况，判断.apk文件的来源是由官方发行还是被篡改过的盗版文件[3-4]。
2.4 沙箱机制
Android系统使用内核层Linux的自主访问控制机制和运行时的Dalvik虚拟机来实现沙箱机制。Android系统使用沙箱机制实现应用程序之间独立运行功能，每个应用程序在各自独立的Dalvik虚拟机中运行，拥有独立的地址空间和资源。默认情况下，应用程序没有权限访问系统资源或其它应用程序资源。当某个应用出现故障时，可以消除Dalvik虚拟机实例来保障整个系统的安全运行，从而提高系统的鲁棒性[1，3-4]。
3 Android系统安全机制研究方向
根据未来智能手机的发展方向，针对Android智能手机的安全机制研究工作可以集中在以下几个方面：
（1）建立统一的第三方应用商店安全审核和监管机制，确保商店中的每个应用都是安全、可靠的。Android用户可以从官方商店Google Play或第三方商店（Amazon、机锋、安卓网、豌豆荚等）浏览、下载及购买应用程序，但是国内第三方Android市场缺乏安全审核以及监管机制，恶意程序开发者可以上传自己的APP到第三方应用商店混淆用户视线，导致很多流氓、恶意APP呈爆发式增长。2014年《中国互联网发展报告》显示[5]，移动互联网环境中针对Android 平台的恶意程序达699 514个，占移动互联网恶意总程序的99.5%，大部分恶意APP伪装成热门游戏和手机工具类应用服务进行传播，恶意扣费占71.5%，位居第一，资源消耗类和系统破坏类分别占15.1%、3.2%。

（2）完善Android操作系统的授权机制，细化策略控制粒度，进一步增强Android系统的安全性和可靠性。Android系统采用“all or nothing”机制，即Android用户下载安装APP时，需要用户同意授予所有的申请权限才能安装APP，否则，若有任何一个权限申请不被用户授权，安装就无法进行。安装APP之后，Android用户对应用程序使用权限如何便一无所知，不能根据所处的位置、时间等不同而进行动态的权限设置，使其容易受到恶意软件的攻击[4，6]。如用户在安装APP时，危险级别的权限会在屏幕上列出，允许用户只授予部分权限也能确保APP的正常工作，允许用户不必卸载程序也能限制应用程序访问敏感信息。
（3）搭建Android系统级别的智能决策支持，用户只需选择平台所处的安全等级，其余的决策工作由系统完成。应用程序的安装授权完全依赖用户，而绝大数用户并不具备专业知识，这极大降低了系统的安全性[6-7]。中国互联网络信息中心的调查数据显示，44.4%的用户在下载安装应用软件的过程中会仔细查看授权说明，40.7%的用户不会仔细查看，14.9%的用户表示“不好说”，也就是说大部分人存在盲目授权的风险。金山手机毒霸的反病毒工程师李铁军认为，盲目授权成为用户信息泄露的主要原因。在Android用户信息泄露案例中，手机联系人是信息泄露的重点，一旦泄露就会遭遇垃圾短信、欺诈、骚扰电话等，甚至带来直接经济损失。
4 结语
本文首先介绍了Android系统的组成；然后针对Android系统的安全机制重点介绍了Linux内核层安全机制、权限机制、签名机制和沙箱机制；最后对Android安全机制存在的问题和未来研究方向提出了展望，希望对Android智能手机的安全研究有一定的参考价值。
参考文献：
[1] 张玉清，王凯，杨欢，等.Android安全综述[J].计算机研究与发展，2014，51（7）：1385-1396.
[2] 杨欢，张玉清，胡予濮，等.基于多类特征的Android应用恶意行为检测系统[J].计算机学报，2014，37（1）：15-27.
[3] 闫梅，彭新光.基于Android安全机制的权限检测系统[J].计算机工程与设计，2013，34（3）：854-858.
[4] 叶春晓，余一丰，余龙龙.一种基于权限的使用控制委托模型[J].计算机工程与应用，2014，50（13）：77-81.
[5] 国家计算机网络应急技术处理协调中心.2013年中国互联网发展报告[M].北京：人民邮电出版社，2014.
[6] 李挺，董航，袁春阳，等.基于Davlik指令的Android恶意代码特征描述及验证[J].计算机研究与发展，2014， 5（7）：1458-1466.
[7] 龚炳江，唐宇静.Android平台下软件安全漏洞挖掘方法研究[J].计算机应用与软件，2014，31（1）：311-314.
（责任编辑：杜能钢）
随便看

　

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。

　

Copyright © 2004-2023 puapp.net All Rights Reserved
更新时间：2025/2/11 1:23:25