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Android应用安全检测分析技术研究

Android应用安全检测分析技术研究

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作者：孙鸿青北京邮电大学

学位级别：硕士

近年来,随着移动智能终端在全球范围内的普及,Android平台用户数量不断地增长,Android平台在移动智能终端市场占有率方面遥遥领先于其它平台。Android移动智能终端的迅速发展,使其因系统开放性引发的安全问题日益严峻,各类恶意攻击行为... 详细信息

近年来,随着移动智能终端在全球范围内的普及,Android平台用户数量不断地增长,Android平台在移动智能终端市场占有率方面遥遥领先于其它平台。Android移动智能终端的迅速发展,使其因系统开放性引发的安全问题日益严峻,各类恶意攻击行为层出不穷,严重损害了用户的切身利益。因此,针对Android应用安全相关技术的研究将具有非常重要的意义。自从应用间关联攻击相关的理论被提出后,国内外专家学者纷纷投入到相关的研究中,各种有效检测关联攻击的方案也相继被提出。目前国内外学者对于关联攻击的研究大多只是针对移动智能终端平台,针对海量应用的关联安全的研究还相对较少,尤其是针对国内鱼龙混杂的Android应用市场,还没有一套成型的关联安全检测方法。基于此,本文结合了现有的研究成果对应用间关联攻击的特性进行分析总结,提出了一种基于危险权限组合和危险系数分析相结合的适用于海量应用尤其是针对国内第三方应用商店的关联安全检测方案。本文主要贡献如下:首先,详细介绍Android平台的发展形势和安全现状,以及国内外Android应用关联安全检测分析技术的研究现状。其次,深入研究Android应用间关联攻击的原理,总结出关联恶意行为产生的必要条件,并提出了一种基于危险权限组合和危险系数分析相结合的适用于国内第三方应用商店的关联安全检测方案。该方案针对海量待测应用进行深入分析,主要分为三个部分:应用间关联性分析模块、基于危险权限组合的筛选模块以及应用危险系数分析模块。应用间关联性分析模块负责根据应用的源代码构建组件调用图,分析应用间的关联性,提取出具有关联关系的应用组合;基于危险权限组合的筛选模块负责使用基于FP-growth算法挖掘得到的危险权限组合库对关联应用组合的权限组合进行匹配,提取出具有潜在关联攻击威胁的关联应用组合;应用危险系数分析部分负责使用PageRank算法计算应用的PR值,分析应用的危险系数,提取出具有较大关联安全隐患的应用。然后,本文对所提出的关联安全检测方案进行设计和实现,先对关联安全检测方案总体进行设计,然后对每个模块进行详细设计,并对每个模块中所涉及到的关键技术进行深入研究和实现。最后,本文爬取了某应用商店里的10万个应用作为待测应用,并以实验室现有的恶意应用库和正常应用库作为挖掘样本进行权限组合挖掘,得到危险权限组合库。最后通过实验对本文提出的关联安全检测方案的可靠性和有效性进行评测,实验结果表明本文提出的关联检测方案能够高效、可靠地从海量应用中检测出具有关联安全隐患的应用,适合对国内的第三方应用商店进行关联安全检测。

关键词：关联检测关联分析危险系数风险组件权限组合

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Android应用权限泄露漏洞检测技术研究

Android应用权限泄露漏洞检测技术研究

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作者：卢璐西安电子科技大学

学位级别：硕士

移动互联网时代,基于Android操作系统的应用程序在用户与社会的连接中起着重要的媒介作用,成为人们日常生活密不可分的一部分。然而由于Android系统安全机制不够完善,以及部分开发人员安全意识淡薄,漏洞在Android应用程序中普遍存在,给... 详细信息

移动互联网时代,基于Android操作系统的应用程序在用户与社会的连接中起着重要的媒介作用,成为人们日常生活密不可分的一部分。然而由于Android系统安全机制不够完善,以及部分开发人员安全意识淡薄,漏洞在Android应用程序中普遍存在,给用户的隐私和财产等造成了安全威胁。权限泄露漏洞是Android应用程序漏洞中的一种,该漏洞是由于不合理地公开了程序组件或者没有对接收到的Intent进行合法性校验导致的,其表现形式为将一个拥有权限的API通过公开组件暴露给外界,攻击者可以构造数据访问这个API达到权限提升的效果。本文对Android应用程序权限泄露漏洞检测技术展开研究。本文研究分析发现,当前Android权限泄露漏洞检测方法存在不足,具体表现为漏洞检测不全面,采用静态分析时检测效率不够高、存在精度丢失。本文旨在改进这些不足,全面高效地检测权限泄露漏洞。本文提出从风险组件出发,采用静态污点分析技术检测权限泄露漏洞的方法。针对权限泄露漏洞检测,进行以下改进:1.设计基于静态分析的漏洞模式提取方法。使用静态分析工具Soot拆分Android系统源代码,定位源代码中的显示权限审核点和隐式权限审核点,然后从权限审核点出发,借助CG图执行后向可达性分析,提取所有权限与API的映射关系,进而得到比较完备的漏洞模式。该方法使得漏洞检测更加全面。2.设计Android应用程序分析流程构建方法。创建虚拟的main函数,收集程序组件和回调方法,填充到main函数中,并根据组件生命周期和既定策略组织程序执行顺序,得到程序分析流程。该方法解决了Android应用程序多入口点、普遍使用回调方法导致的分析困难。3.设计面向权限泄露漏洞的污染路径检测方法。以被测程序风险组件为起始点,借助CG构建漏洞检测的最小分析单位,生成ICFG,然后根据数据流传播规则执行污点传播分析,并利用Heros求解污染路径。该方法大幅削减了程序分析规模,能够有效提升漏洞分析效率。本文设计并实现了Android应用程序权限泄露漏洞检测系统ECMiner,整个系统包括风险组件扫描模块、程序分析流程构建模块、漏洞模式提取模块和权限泄露路径检测模块。ECMiner系统对小米应用商城中的225个实际应用程序进行检测,实验结果表明:所有的应用程序均存在权限泄露风险,每个应用程序平均包含7.3个风险组件,ECMiner平均检测时间为60.1秒,具有较高的检测效率。实验还发现了快手等应用程序的未知漏洞,表明ECMiner能够有效检测实际应用程序的未知漏洞。

关键词： Android 权限泄露风险组件污点分析

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面向Android平台权限提升攻击防护方法的研究

面向Android平台权限提升攻击防护方法的研究

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作者：王鹏哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

Android系统以其开源的特点,很快成为市场占有率最高的智能手机操作平台,同时也引来了恶意攻击者的关注,安全问题日益突出。因此,针对Android系统恶意行为检测与安全防护方法的研究具有十分重要的现实意义。在传统的安全防护方法中,只... 详细信息

Android系统以其开源的特点,很快成为市场占有率最高的智能手机操作平台,同时也引来了恶意攻击者的关注,安全问题日益突出。因此,针对Android系统恶意行为检测与安全防护方法的研究具有十分重要的现实意义。在传统的安全防护方法中,只针对形式上的单个应用程序加以防护,不能对逻辑上的恶意应用有良好的防护效果,如权限提升攻击。针对目前Android安全防护方法研究现状,本文将攻击图模型引入到Android安全防护方法中,结合权限提升攻击的原理,构建提权攻击图。利用提权攻击图,直观的展现了各Android应用中风险组件之间潜在的调用关系。通过PageRank算法量化每个节点所具有的风险值,并对PageRank算法进行了改进,提出了一种基于多路径和敏感权限的改进算法MPageRank。MPageRank对PageRank进行了两方面的改进:(1)结合权限提升攻击中,通常采用多条路径发起攻击的实际情况,提出基于多路径的改进算法GPageRank。与均匀分配权值的PageRank算法相比,GPageRank算法根据节点的出度,非分均匀的获得不同比重的权值,使得提权攻击图中节点风险值的分配更具有针对性。(2)在GPageRank算法的基础上,根据扩展的权限中,权限敏感程度的不同,提出了基于多路径和敏感权限的改进算法MPageRank。在MPageRank算法中通过为不同级别的权限赋予不同的敏感值,减少了不敏感的权限对风险值计算的干扰,进一步提高了风险值的准确性和可信性。同时,将提权攻击图作为Android权限提升攻击防护模型的核心,设计安全防护模型。通过计算组件之间调用序列的风险值,对具有较高风险的调用序列进行拦截。最后,本文通过Genymotion Android虚拟机设备,验证了安全防护模型的有效性,并以正确率、误报率和漏报率作为评价标准,对PageRank、GPageRank和MPageRank三个算法进行性能测试。实验结果表明,通过MPageRank计算提权攻击图中节点的风险值,在正确率、误报率和漏报率三个方面都优于算法PageRank、GPageRank,能够对Android权限提升攻击给予更好的防护。

关键词：权限提升安全防护风险组件攻击图 PageRank算法

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