Android_安全架构及权限控制机制剖析.pdf

简介： Android 是业界流行的开源移动平台，受到广泛关注并为多个手机制造商作为手机的操作系统平台，因此，研究其安全架构及权限控制机制具有非常的重要性。本文从 Android 层次化安全架构入手，详细地介绍 Android 平台的安全架构及其权限控制机制，涵盖 Android 应用程序权限申请方法等，并从源代码实现层面来解析该机制。 ### Android 安全架构及权限控制机制剖析 #### 一、引言 随着智能手机的普及和发展，Android作为全球最广泛使用的移动操作系统之一，其安全性变得越来越重要。Android系统的安全架构和权限控制机制对于保护用户隐私、确保应用间的隔离以及防止恶意软件攻击等方面起着至关重要的作用。本文将深入探讨Android的安全架构，特别关注其权限控制系统的设计原理和技术实现。 #### 二、Android层次化安全架构 Android的安全架构可以分为几个关键层次，每个层次都有其特定的安全措施和技术实现。 ##### 1. 操作系统层 (OS) - **Linux内核**: Android基于Linux 2.6内核，利用了Linux本身的安全特性，如进程隔离、文件系统权限、用户组等。此外，Android还引入了一些额外的安全机制，比如SELinux（Security Enhanced Linux），这是一种基于策略的访问控制机制，用于强制实施访问控制策略。 - **驱动程序**: Android需要一系列特定于移动设备的驱动程序，如显示驱动、内存驱动、摄像头驱动等，这些驱动程序不仅提供了硬件支持，还通过Linux内核实现了安全隔离。 ##### 2. 各种库 (Libraries) 和 Android 运行环境 (RunTime) - **C库**: 提供了基本的系统调用接口，确保了底层安全性和稳定性。 - **多媒体框架**: 基于OpenCORE，为音频和视频处理提供安全支持。 - **SGL (Simple Graphics Library)**: 用于2D图形渲染，增强了视觉效果的同时也保障了数据安全。 - **SSL (Secure Socket Layer)**: 为网络通信提供加密支持，保护数据传输安全。 - **OpenGLES 1.0**: 支持3D图形处理，同时提供了对敏感数据的安全访问控制。 - **Surface Management**: 负责管理屏幕显示，确保只有授权的应用程序能够访问屏幕资源。 - **SQLite**: 提供了安全的数据存储解决方案。 - **Dalvik虚拟机**: 执行Dalvik可执行格式(.dex)中的文件，与Java虚拟机相比，它基于寄存器而非栈，更适合移动设备，提高了性能和安全性。 ##### 3. 应用程序框架 (Application Framework) - **APIs**: 为应用程序开发提供了丰富的API，这些API内置了权限检查机制，确保只有经过授权的应用才能访问敏感功能或数据。 - **UI控件**: 包括lists、text boxes等，这些控件在设计时考虑了安全性因素，如数据验证、输入过滤等。 #### 三、权限控制机制 Android的权限控制机制是其安全架构的重要组成部分，主要通过以下几个方面实现： ##### 1. 权限声明 在AndroidManifest.xml文件中声明所需的权限，例如访问联系人列表、发送短信等。这样做的目的是让用户明确知道某个应用程序需要哪些权限，并且可以在安装时决定是否授予这些权限。 ##### 2. 动态权限请求 除了在安装时静态声明权限外，Android 6.0及以上版本还支持动态权限请求。这意味着应用程序可以在运行时请求权限，用户可以选择接受或拒绝，增强了用户的控制权。 ##### 3. 运行时权限检查 Android系统会在关键的API调用时进行权限检查，如果发现应用程序没有相应的权限，则会阻止这些操作的执行，从而保护用户数据的安全。 #### 四、源代码实现层面分析 为了更深入地理解Android的权限控制机制，我们可以通过查看源代码来了解其实现细节。例如，在Dalvik虚拟机中，每当一个方法被调用时，系统都会检查该方法所需的权限是否已被授予。此外，Linux内核级别的安全模块（如SELinux）也在源代码中得到了体现，它们定义了详细的访问控制策略。 #### 五、结论 Android的安全架构和权限控制机制旨在保护用户隐私、确保应用程序之间的隔离以及抵御恶意软件的攻击。通过层次化的安全架构和严格的权限控制，Android有效地提高了移动设备的安全性。对于开发者来说，了解这些安全机制对于开发安全可靠的应用程序至关重要。未来，随着技术的发展，Android的安全体系也将不断演进和完善。