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1、Android安全技术分析Android操作系统以其强大的功能，目前已经应用于众多智能设备，像智能手机，智能手表，电脑等。廉价和开源的特征，在带来便利实用等的同时，也带来了安全隐患。 1 Android系统架构 Android系统架构由如下图所示的应用程序层、应用程序框架层、Android系统运行库层以及Linux内核层，四层结构。 2 Android安全机制 Android安全机制中由于传统的Linux安全机制、Dalvik虚拟机的安全机制和Goolge设计了Android特有的安全机制。 2.1 应用程序签名机制 2.1.1 签名的说明 开发者数字签名对每一个应用程序都必不可少。为了标志代
2、码作者和监测应用程序的改变，开发者需要拥有私有秘钥。从而可以在应用程序之间安全的共享资源。不同的应用程序通过相同的签名可以相互授权访问API。可以相互访问代码和数据是因为程序共享UID，运行在同一进程。 2.2 沙箱 2.2.1 进程沙箱概述 一个操作系统级别的应用程序“沙箱”是UID不同的应用程序形成隔离，独立运行于各自的进程。Android将多用户操作系统的隔离机制运用于应用程序之上。 2.2.2 Linux安全中的UID Linux中的每个进程都关联一个用户UID。Linux中的每个文件都有Read、Write和Execute三种权限，这三种权限划分为三组Owner、Group和Othe
3、r用户属性。 因此，由于主用户组和补充用户组的存在，每一个进程除了有一个对应的UID之外，还对应有一个主GID，以及若干个Supplementary GIDs。 2.2.3 Android安全中的UID （1）Android中UID的生成。 Android的APK都是运行在由init进程fork出来的Zygote进程，再由Zygote进程fork出来的独立的应用程序进程里面。Zygote进程的UID仍是ROOT。然而，他们的UID会被修改为APK的UID。 （2）Android中的UID的安全。 如果要让两个APK共享同一个UID，那么就需要在AndroidManifest中配置android
4、：sharedUserId属性。 2.3 权限机制 2.3.1 权限机制简述 Android通过相当于Linux的安全机制的安全机制，采用为每一个应用程序分配不同的 UID和GID，使得应用程序之间因为权限的不同产生隔离。此外Android还添加了特有的一种permission 机制，可以针对具体操作进行权限细分和访问控制，同时提供了 per-URI permission 机制，用来提供对某些特定的数据块进行 ad-hoc 方式的访问。Permission本质上是一种访问控制机制。 权限主要包括以下信息：权限的名称；属于的权限组；保护级别。Android权限等级划分为normal，danger
5、ous，signature，signatureOrSystem，system，development，不同的权限表示不同的认证方式。 2.3.2 权限申明源码分析 在linux启动成功后，init进程根据init.rc配置文件启动Android系统，启动了ServiceManager。接下来启动创建了Dalvik虚拟机的Android程序的孵化器zygote，同时启动了systemserver。Systemserver启动ActivityManager和PackageManager等一系列的服务。ActivtyManager会负责启动一个应用程序，安卓编程里startActivity就是通过A
6、ctivtyManager来实现的。PackageManager会负责应用程序的安装。 Android权限机制的实现贯穿应用层、框架层、系统层。 AndroidManifest.xml对应应用层。 /data/system/packages.xml对应框架层。 Android系统并不将应用程序的GIDS保存起来，而是在启动的时解析这些信息，并且保存到了静态变量里面。这个静态变量就是mPackages。 frameworks/base/data/etc/platforms.xml也对应于框架层。 system/core/include/private/android_filesystem_con
7、fig.h对应着系统层。 在源码里面有PackageManger和PackageManagerService。PackageManger是PackageManagerService的对外接口，PackageManagerService才是真正的实现。它负责处理各种应用程序安装、卸载、管理。 2.4 组件的可访问性 应用程序组件可以被分为公共的和私有的，一个公共的组件可以被其他的应用程序访问，然而它仍然要求检查访问的应用程序是否具有要求的权限，才可以被应用程序访问。另一方面，一个私有的组件只能被包含它的应用程序访问。 3 总结及展望 Android安全研究的热点有手机与内核漏洞挖掘利用、Android应用与系统框架的漏洞挖掘、支付安全、和企业安全BYOD等。本文分析了Android系统提供了安全机制，然而在巨大利益的驱动下，Android系统已经暴露出了巨大的安全威胁，严重的威胁着用户的使用安全，并且随着Android系统市场份额的增加，安全威胁也必将进一步增强。