面向安卓平臺的權(quán)限增強(qiáng)機(jī)制研究.pdf

1、谷歌公司推出的安卓平臺是目前最流行的移動終端操作平臺。安卓平臺被廣泛地應(yīng)用于智能手機(jī)和平板電腦上，甚至是智能電視、智能手表等其他終端設(shè)備上。人們可以在安卓設(shè)備上方便地進(jìn)行電子購物、娛樂等。同樣的，用戶將自己的隱私信息（例如，短信、照片、個人健康信息等）存儲在安卓設(shè)備上。雖然安卓平臺的大規(guī)模普及改變了人們的日常生活方式，但是這種普及同樣吸引了惡意攻擊者的目光。目前，安卓平臺主要依賴權(quán)限機(jī)制來保護(hù)用戶的隱私信息。然而，安卓平臺的權(quán)限機(jī)制還存

2、在兩個方面的主要問題。首先，權(quán)限泄露攻擊對權(quán)限機(jī)制的影響。權(quán)限泄露攻擊允許未授權(quán)的應(yīng)用程序訪問敏感資源從而繞過安卓平臺的權(quán)限機(jī)制。此外，權(quán)限泄露攻擊還可以對安卓平臺上的權(quán)限管理（例如，權(quán)限管理軟件等）帶來影響。最后，安卓平臺缺乏對外部數(shù)據(jù)進(jìn)行權(quán)限保護(hù)。近年來，不斷涌現(xiàn)的外部設(shè)備（例如，可穿戴設(shè)備等）豐富了安卓平臺的功能。這些設(shè)備將產(chǎn)生大量與用戶個人相關(guān)的外部數(shù)據(jù)，甚至是隱私的外部數(shù)據(jù)。這些保存在安卓平臺上的外部數(shù)據(jù)的安全性目前還未得到深

3、入地研究和保護(hù)。圍繞上述問題，對面向安卓平臺的權(quán)限增強(qiáng)機(jī)制開展了如下三方面的研究：
　　首先，針對權(quán)限泄漏攻擊對權(quán)限管理軟件有效性的影響，提出了高效可用的安全權(quán)限管理機(jī)制?？紤]到應(yīng)用程序可用性和性能開銷兩個方面，安全權(quán)限管理機(jī)制由兩種不同的技術(shù)實現(xiàn)：以進(jìn)程為粒度的安全權(quán)限管理技術(shù)和基于組件實例調(diào)用鏈的安全權(quán)限管理技術(shù)。為了降低對現(xiàn)有應(yīng)用程序可用性的影響，以進(jìn)程為粒度的安全權(quán)限管理技術(shù)通過將應(yīng)用程序劃分為不同權(quán)限集的應(yīng)用程序?qū)嵗?，?/p>

4、中不同實例為不同的組件間通信請求服務(wù)。這樣應(yīng)用程序中只有部分進(jìn)程的權(quán)限受到限制，但是應(yīng)用程序其他進(jìn)程的權(quán)限不會受到影響?；诮M件實例調(diào)用鏈的安全權(quán)限管理技術(shù)在運行時構(gòu)建以組件實例為節(jié)點的調(diào)用鏈。這些調(diào)用鏈將在應(yīng)用程序訪問敏感資源時提供安全上下文信息。同樣的，應(yīng)用程序中只有部分組件實例的權(quán)限受到限制，然而其他組件實例不會受到影響。相比而言，基于組件實例調(diào)用鏈的安全權(quán)限管理技術(shù)的性能開銷更低。上述兩個技術(shù)均能夠在不修改現(xiàn)有應(yīng)用程序代碼情況下

5、為現(xiàn)有權(quán)限管理軟件抵御權(quán)限泄露攻擊。
　　其次，針對現(xiàn)有權(quán)限泄露攻擊動態(tài)檢測方案無法快速和大規(guī)模地部署問題，提出了基于應(yīng)用程序重寫的權(quán)限泄露防御機(jī)制SeApp。SeApp機(jī)制包含兩個方面：應(yīng)用程序重寫和運行時檢測。SeApp機(jī)制可以部署在應(yīng)用市場端從而不需要修改現(xiàn)有安卓操作系統(tǒng)框架。SeApp分析并且自動地重寫應(yīng)用程序開發(fā)者上傳的應(yīng)用程序。這些重寫過的應(yīng)用程序運行時將自動地構(gòu)建調(diào)用鏈并且檢測權(quán)限泄露攻擊。通過對1326個Googl

6、e Play市場上的應(yīng)用程序和1260個惡意的應(yīng)用程序進(jìn)行測試，實驗結(jié)果表明SeApp能夠有效地重寫應(yīng)用程序并且抵御權(quán)限泄露攻擊；此外SeApp產(chǎn)生的性能開銷也是可以接受的。
　　最后，針對現(xiàn)有安卓平臺缺乏對外部數(shù)據(jù)的權(quán)限保護(hù)問題，提出了細(xì)粒度的外部數(shù)據(jù)共享機(jī)制DataDroid。DataDroid機(jī)制允許擁有外部數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序制定上下文相關(guān)的安全策略。DataDroid機(jī)制基于一個拓展的動態(tài)污點跟蹤系統(tǒng)來追蹤外部數(shù)據(jù)的流動并且確