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Android应用程序的组件间通信行为检测

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小型微型计算机系统 2018年第1期39卷 166-172页

作者：马川王涛祁晓园王倩尤殿龙燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室河北秦皇岛066004 河北科技师范学院河北秦皇岛066004 燕山大学外国语学院河北秦皇岛066004

Android组件间通信为应用程序带来了便利性的同时也增加了安全隐患,可能导致多个应用程序协作进行共谋攻击.针对该问题,提出一种形式化的方法对Andriod应用程序的组件间通信行为进行建模和检测.通过组件级的数据流分析,为每个组件生成... 详细信息

Android组件间通信为应用程序带来了便利性的同时也增加了安全隐患,可能导致多个应用程序协作进行共谋攻击.针对该问题,提出一种形式化的方法对Andriod应用程序的组件间通信行为进行建模和检测.通过组件级的数据流分析,为每个组件生成组件数据流图.通过跟踪和分析跨组件边界的数据流找到ICC调用者和ICC被调者.基于Pi演算为组件数据流图进行形式化映射,建立了Android应用程序的行为模型.基于该行为模型,通过分析Intent的异常对基于通信的攻击进行检测.最后,分析和实验了该方法的检测效率,并和相关方法进行了对比,并通过对57个Android Apps的分析和检测,部分的验证了该方法的有效性.

关键词： Android 组件间通信 Intents 组件劫持运行时检测

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安卓组件间通信分析系统的研究与实现

安卓组件间通信分析系统的研究与实现

作者：崔婷婷山东大学

学位级别：硕士

安卓系统和安卓应用近几年来一直是智能手机的主力。据Statista有关最新调查显示,在2015年第三季度,市场上销售84.7%的智能手机预装的是安卓操作系统。根据谷歌play商店在2016年7月的声明,截至到此日期以前,商店已有二百万的应用和超过... 详细信息

安卓系统和安卓应用近几年来一直是智能手机的主力。据Statista有关最新调查显示,在2015年第三季度,市场上销售84.7%的智能手机预装的是安卓操作系统。根据谷歌play商店在2016年7月的声明,截至到此日期以前,商店已有二百万的应用和超过6亿五千万的下载量。安卓应用是松耦合的,由组件组成。安卓组件分四类:活动,服务,广播接收器,内容提供商,每种组件负责不同功能部分。安卓操作系统提供了一种组件间通讯机制,组件间通过传递信息来启用另一组件。组件间通信机制允许应用程序充分利用其他应用程序组件的功能,这种灵活性不仅减轻开发者负担,更保证操作系统效率。然而,组件间通信机制可能被恶意应用利用,通过权限提升攻击[17,12,20,7,16,14,15]泄露篡改用户私密信息[23],而且组件间交换信息时可能被恶意软件监听[12],造成隐私泄露或攻击。组件间通信机制近几年被纳入安卓安全分析领域。但是相关分析系统还不多,恶意程序利用组件通信机制攻击的特征还不完全清楚。为此,本文描述安卓组件间通信分析系统的研究与实现,提供一个专门的安卓组件间层面通信分析工具,以安卓应用的apk文件作为分析的数据来源,依据安卓手册中对组件间通信原则介绍来构建计算通信链接的算法,并以图形的方式将结果可视化以求更直观的表现组件间通信特点。此外安排扩展实验,来实验只匹配部分属性群对结果精确度影响和发掘恶意应用的组件间通信特征。此系统工具开发的意义有以下几方面:一,提供一个专门的组件通信路径分析和可视化工具。二,通过利用此工具构建实验,能揭示组件通信安全方面部分特征。第三,它能帮助 SnT(Interdisciplinary Centre for Security,Reliability and Trust)研究所的在组件间层面进行信息泄露污点分析工具IccTA[13]验证其构建通信组件路径的精确度。第四,此系统工具可以被用来评测市场上已有的系统工具中有关组件间通信路径分析功能的精确度,和为今后的组件间层面的安卓安全分析系统直接利用来静态分析构建通信组件路径。除了上述直接用途外,此工具还可以进一步扩展或被其他项目利用,比如检查用户手机应用软件间是否正常通信,和帮助安卓开发人员找出他们开发应用可能存在的通向外界的信息泄露路径。另外可以在此组件通信分析可视化框架中的服务器分析计算部分集成其他安全测试工具来构建一个综合性的安卓安全测试的系统。

关键词：安卓系统组件间通信可视化

Android应用组件间通信漏洞检测方法的研究

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Android应用组件间通信漏洞检测方法的研究

作者：陈宇彤广东工业大学

学位级别：硕士

近几年以来,随着移动互联网技术的快速发展与智能设备的广泛应用,安卓系统日益成为智能手机中最流行的操作系统之一。毋庸置疑,在该系统之上运行的应用程序也有着惊人的下载量与使用量。虽然如此,作为当前市场占有率最高的智能手机操作... 详细信息

近几年以来,随着移动互联网技术的快速发展与智能设备的广泛应用,安卓系统日益成为智能手机中最流行的操作系统之一。毋庸置疑,在该系统之上运行的应用程序也有着惊人的下载量与使用量。虽然如此,作为当前市场占有率最高的智能手机操作平台,安卓应用与其操作系统一样,在为人们生活与工作提供便利的同时也暴露出了大量的安全问题,如用户数据的泄露与窃取不再仅仅发生在应用的单一组件内,而是在应用内组件间甚至应用间利用组件间通信机制(Inter-Component Communication mechanism,ICC)在组件调用与数据传递的过程中实现。本文围绕安卓应用组件使用ICC机制造成的漏洞开展相关的研究工作,首先介绍了安卓安全机制,了解安卓应用程序的基本构成单元,并对ICC进行了详细的研究,同时分析该机制所存在的缺陷以及总结了几种常见的ICC漏洞类型,然后针对这几种漏洞的原理概括出各自所具有的特征提出一种关于组件间通信漏洞的检测方法。本文的主要研究内容与研究成果如下所示:(1)介绍了安卓应用漏洞检测的研究背景和研究意义,接下来叙述了国内外研究现状,然后概括了安卓安全机制及其应用基础的理论知识,同时结合大量文献资料,总结了几种安卓应用ICC漏洞。(2)通过深入研究每一种ICC漏洞的原理,并详细分析它们产生的原因,整理概括出这些具有各自漏洞特点的特征,作为实行检测之前的分类方法,用以匹配对应的漏洞类型,为检测工作做准备。本文的创新点包括:(1)针对到目前为止的研究方法对涉及多个应用的组件造成的ICC漏洞问题,如组件劫持引起的数据篡改情况,并没有较好的检测方案,提出一种基于组件调用集合并以此为基础构建控制流图的静态检测方法;(2)针对进行数据注入漏洞测试时对部分组件测试无效影响检测效率的问题,提出一种组件安全性分析算法,并在此基础上使用静态分析与动态模糊测试相结合对非安全组件检测的方法。理论分析和实验结果表明,该方法减少了之前由于测试安全组件的时间,提高了检测效率。(3)针对使用隐式intent调用ICC方法的组件寻找匹配的目标组件通常需要人工分析各个安卓应用的源代码与清单文件中的组件信息,才能够将发送intent的源组件与目标组件连接起来为下一步分析做准备,本文通过提取应用中ICC方法的相关参数并结合java语言实现了一个能够自动匹配源组件与目标组件的程序,用以提高检测的速度与效率

关键词：静态分析组件间通信安卓组件漏洞检测应用安全

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安卓应用组件间通信的分析方法与实现

安卓应用组件间通信的分析方法与实现

作者：夏从丽西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着移动互联网的普及和智能手机的广泛使用,Android系统已经成为智能手机市场最主流的操作系统。Android操作系统的成功在一定程度上归因于其通信模型,即组件间通信(ICC),该模型促进了具有松散耦合特点的Android应用程序的开发。Androi... 详细信息

随着移动互联网的普及和智能手机的广泛使用,Android系统已经成为智能手机市场最主流的操作系统。Android操作系统的成功在一定程度上归因于其通信模型,即组件间通信(ICC),该模型促进了具有松散耦合特点的Android应用程序的开发。Android应用组件间的数据交换可以发生在单个应用程序上,也可以跨越多个应用程序。不幸的是,提供组件间数据交换机制的ICC模型会被Android恶意程序滥用,从而对移动终端用户的隐私造成严重的威胁。因此,对于检测Android恶意应用的隐私数据泄露来说,ICC分析将扮演一个极其关键的角色,其分析结果能够直接影响泄露检测的准确性。然而,在现有的ICC分析方法中,均没有考虑到组件间意图修改(一个Intent在启动目标组件后、且在定义该Intent的组件外发生的修改,Inter-Component Intent Revision,ICIR)的使用。因此,与ICIR相关的隐私数据泄露可能会逃脱追踪。本文致力于Android应用中包含ICIR的ICC分析,主要贡献分为以下几点:1.根据Android应用组件间通信模型的特点以及现有工具的缺点,提出相关的分析理论和方法。(1)通过使用插桩的方法对Android应用程序进行分析,并对分析的结果进行整合,从而获得与ICIR相关的ICC值。(2)在补充分析ICIR的基础上,将污点流分析工具广泛使用的ICC Link模型扩展为表达性更强的ICC Flow(Inter-Component Communication Flow,ICCF)。(3)为了更加直观地提供ICC分析结果,本文构建了ICCG(Inter-Component Communication Graph,ICCG),ICCG较ICCF更便于访问和使用。2.基于已有的工具Soot和IC3,实现了Android应用组件间通信分析工具Icca,该工具不仅能分析ICIR相关的ICC值,构建ICCF、ICCG,而且提供面向污点流分析工具IccTA的接口,从而使得该污点流分析工具的结果更加完备。3.为了测试方法的正确性和有效性,以及工具Icca的健壮性,本文设计了一系列的实验。该实验涵盖2260个Android应用程序,包括在Google Play上随机下载的1000个Android应用,以及MalGenome数据集中的1260个恶意Android应用。而且,本文从ICIR分析、目标组件分析等五个方面对Icca进行评估,总体结果是令人满意的。

关键词：安卓应用程序组件间通信复用意图组件间意图修改组件间通信流组件间通信图

基于概率分析的Android应用组件间通信分析方法

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基于概率分析的Android应用组件间通信分析方法

作者：喻晓薇西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着移动互联网和硬件技术的快速发展,智能手机和手持设备已经成为人们生活中不可缺少的一部分。其中,Android系统和Android应用占据了智能手机市场最核心的位置。Android操作系统的成功在一定程度上归功于组件间通信(Inter-Component C... 详细信息

随着移动互联网和硬件技术的快速发展,智能手机和手持设备已经成为人们生活中不可缺少的一部分。其中,Android系统和Android应用占据了智能手机市场最核心的位置。Android操作系统的成功在一定程度上归功于组件间通信(Inter-Component Communication,ICC)模型。ICC模型将应用划分为可以在单个应用内或多个应用间交换数据的组件,促进了松散耦合应用程序的开发。但是,ICC提供的消息传递机制可能会被恶意应用程序滥用,从而导致用户隐私信息泄露等问题。因此,针对ICC模型进行安全性分析是很有必要的。大部分ICC分析方法存在以下不足:第一,缺少对组件间意图修改(Inter-Component Intent Revision,ICIR)的相关分析,导致后续的污点流分析可能会漏报与ICIR相关的隐私泄露;第二,通过ICC分析得到的ICC值可能不精确,使得污点流分析工具产生大量的误报。本文致力于研究基于概率分析的Android应用组件间通信分析方法来解决上述问题。主要工作内容如下:(1)根据现有ICC分析方法的缺点以及Android应用组件间通信模型的特点,提出了一系列优化方法。首先,通过分析模型得到ICIR完整的属性值,并通过插桩方法实现对ICIR的分析,从而得到包含ICIR的ICC值;然后,根据Android文档设计了一种Intent匹配算法,并根据匹配结果生成所有可能的ICC Link;接着,为了更清晰地表现出源Intent和ICIR的关系,将ICC Link模型扩展为ICCFlow(Inter-Component Communication Flow);最后,采用概率的方法对ICC分析结果进行分析,从而得到更加精确的ICC Link。(2)实现了基于概率分析的Android应用组件间通信分析工具ICCAnalyzer。该工具不仅增加了对ICIR的ICC分析,构建ICCFlow结构,还增加了概率分析。除此之外,还提供了面向静态污点流分析工具IccTA的接口,将优化后的ICC Link提供给IccTA,使得污点流分析的结果更加完整,误报减少。(3)设计了一系列实验用于评估ICCAnalyzer工具的正确性和有效性。实验结果表明,ICCAnalyzer能够正确且有效地执行包含ICIR的ICC分析,并且通过概率分析能够优化ICC分析结果,使后续的污点流分析结果更加完善、精确。此外,与Icca工具进行了对比。结果表明,不管是在ICIR分析方面,还是在处理不精确的ICC值方面,ICCAnalyzer的性能均优于Icca。

关键词：安卓应用组件间通信组件间通信流组件间意图修改概率分析

基于概率模型的组件间信息传播的静态分析方法

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计算机应用与软件 2024年

作者：刘晓建段瑶瑶西安科技大学计算机科学与技术学院

由于组件间通信静态分析方法的固有局限性，针对Intent属性值的不精确匹配导致系统产生大量误报的问题，提出一种基于概率模型的组件间信息传播的静态分析方法。该方法首先建立组件间通信模型并设计了Intent规则引擎和匹配算法，用于处... 详细信息

由于组件间通信静态分析方法的固有局限性，针对Intent属性值的不精确匹配导致系统产生大量误报的问题，提出一种基于概率模型的组件间信息传播的静态分析方法。该方法首先建立组件间通信模型并设计了Intent规则引擎和匹配算法，用于处理和匹配特定的数据或信息，并生成潜在的ICC链接；利用构建的概率模型计算输入特征下每个类别的概率，并以概率向量的形式返回，获取真实存在的ICC链接。实验结果表明，随机森林算法的表现效果最佳，准确率达到91%。该方法相较于IC3和DialDroid工具，有效提高了ICC链接匹配的精准度。

关键词：组件间通信静态分析 ICC链接随机森林概率模型

基于组件关联的Android应用隐私泄露问题检测方法的研究与实现

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基于组件关联的Android应用隐私泄露问题检测方法的研究与实现

作者：黄炎裔北京邮电大学

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随着移动互联网技术的迅速发展,Android系统在我国移动互联网市场中已经占据主导地位。Android的广泛使用也让Android用户成为了移动互联网环境中最主要的被攻击对象,用户的隐私数据被不法分子窃取,从而造成了大量隐私泄露问题。传统隐... 详细信息

随着移动互联网技术的迅速发展,Android系统在我国移动互联网市场中已经占据主导地位。Android的广泛使用也让Android用户成为了移动互联网环境中最主要的被攻击对象,用户的隐私数据被不法分子窃取,从而造成了大量隐私泄露问题。传统隐私泄露问题的检测方法通过污点分析确定隐私泄漏路径,然而该方法对组件间通信机制的代码存在分析断点,且发掘组件间通信造成的隐私泄漏路径依赖组件关联分析能力,组件关联关系的缺失将极大地影响隐私泄露分析结果,因此传统方法已经不足以分析组件间通信造成隐私泄露问题。为找出完整的隐私泄露路径,需要保证组件关联分析精度并解决分析断点问题。现有研究对Android应用组件间通信机制带来的隐私泄露安全问题分析有初步的进展,但组件关联分析仍存在关联关系的遗漏或误报问题,隐私泄露安全分析存在评判特征不充分导致应用间隐私泄露评判结果假阳性偏高的问题。针对以上问题,本文提出了一种基于组件关联的Android应用隐私泄露问题安全检测方法,主要贡献如下:1.为发掘完整隐私泄露路径,降低组件关联分析的误报与漏报,提出一种基于Android组件间通信的组件关联分析方法。在尽可能精确解析通信参数的基础上,依据各组件通信原则,采用模糊匹配结合正则约束的方式建立关联,发掘潜在的关联关系。再依据组件调用方式计算关联实际调用的概率,根据精确组件间通信参数的使用方式获得组件关联的经验概率,以经验概率对参数模糊的组件关联关系进行评估,根据评估结果筛选可靠关联,为安全分析生成分析基础。2.根据当前对组件间通信造成的隐私泄露问题分析的不足,提出基于组件关联的Android应用隐私泄露问题检测方法,解决分析断点和评判特征不充分问题。首先基于虚拟主函数和静态插桩技术处理静态分析中的代码断点,再综合敏感权限、触发因素、环境因素等多项判定依据,采用层次分析法建立隐私泄露安全分析模型,以模型判断隐私泄露安全问题是否发生,降低现有安全分析结果假阳性值。3.基于上述方法设计并实现了基于组件关联的Android应用隐私泄露问题检测系统,选取了DroidBench和在架应用两种样本集对系统进行了测试与评估,并将本系统与其他隐私泄露检测工具进行对比。实验结果显示,本系统降低了隐私泄露检测的假阳性值,能够有效检测基于组件间通信的Android应用隐私泄露问题。

关键词： Android 组件间通信隐私泄露静态分析

基于Android权限机制的动态隐私保护模型

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计算机应用研究 2012年第9期29卷 3478-3482页

作者：戴威郑滔南京大学软件学院南京210093

针对Android平台自身粗粒度权限机制的缺陷以及缺乏有效预防程序间隐私泄露机制的问题,提出一种改进的细粒度权限配置机制与隐私数据动态着色隔离相结合的Android隐私保护模型。通过对Android应用程序权限进行细粒度的动态配置,阻断隐... 详细信息

针对Android平台自身粗粒度权限机制的缺陷以及缺乏有效预防程序间隐私泄露机制的问题,提出一种改进的细粒度权限配置机制与隐私数据动态着色隔离相结合的Android隐私保护模型。通过对Android应用程序权限进行细粒度的动态配置,阻断隐私数据从程序内部泄露的途径,利用隐私数据着色跟踪实现对程序间传播的包含不同隐私权限标签的消息的隔离控制。通过大量实验的反复测试,该模型可以有效保护Android程序内部的隐私数据,及时发现程序间权限提升攻击进而实现隐私数据隔离,从而全方位实现Android隐私数据的保护,并为以后相关研究提供了新的方向。

关键词： Android平台隐私保护权限提升攻击细粒度权限动态着色组件间通信

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基于应用分类的Android隐私保护模型设计与实现

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基于应用分类的Android隐私保护模型设计与实现

作者：兰焱西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着移动互联网的发展，作为网络接入终端，智能手机在全球范围内得到大量的使用。先进的软硬件水平使得现在的智能手机具有丰富的功能，已经成为人们生活中重要的办公和社交工具之一，用户通常会在智能手机上存储许多敏感数据和隐私信... 详细信息

随着移动互联网的发展，作为网络接入终端，智能手机在全球范围内得到大量的使用。先进的软硬件水平使得现在的智能手机具有丰富的功能，已经成为人们生活中重要的办公和社交工具之一，用户通常会在智能手机上存储许多敏感数据和隐私信息。 Android系统是目前智能手机使用最多的操作系统，大量的第三方应用程序为Android用户提供了各种各样的服务。但是，这些应用程序中也存在很多恶意应用程序。因为Android系统的权限管理和组件间通信机制存在安全缺陷，这些恶意应用程序可以在用户不知情的情况下，直接或间接地窃取用户存储在手机中的隐私信息并发送给远端攻击者，对用户的隐私造成严重的破坏。因此，Android系统的隐私保护问题已经成为安全研究人员的研究重点。为了解决这个问题，在本文中，我们为Android系统设计了一种隐私保护模型——PrivacyManager。通过对Android系统框架层的修改，PrivacyManager基于应用分类策略实现了细粒度的隐私权限控制，阻止应用程序访问不必要的隐私信息。同时，通过对组件间通信的监控，阻止多个应用程序利用各自的权限的差异实施权限提升攻击。我们在Android2.3.3系统上实现了PrivacyManager，并通过实验证明，本模型能够有效地拦截应用程序对隐私数据的访问以及各种组件间的通信，具有高稳健性。同时，该模型对应用层完全透明，保持了应用程序的可用性，对系统性能的损耗也较小。

关键词：隐私保护权限控制组件间通信应用类型