Android Apps行為建模與檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著移動(dòng)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展以及BYOD(Bring Your Own Device)辦公模式的日益流行，安裝在移動(dòng)設(shè)備和智能終端的Android Apps廣泛應(yīng)用于關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的各個(gè)領(lǐng)域，涉及金融、稅務(wù)、工商、交通、電力、社交、通訊等諸多行業(yè)，如何保障其安全性已經(jīng)成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)乃至物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中所面臨的重要問題。建立一個(gè)有效的行為分析與檢測(cè)模型是解決這一問題的重要手段之一，也是當(dāng)前移動(dòng)安全領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但由于移動(dòng)終端的動(dòng)態(tài)

2、性、無邊界性、處理能力弱、容量有限等固有的特點(diǎn)使傳統(tǒng)的安全方法和技術(shù)無法直接應(yīng)用。為了提升并發(fā)執(zhí)行性能，Android Apps廣泛采用的多線程和組件間通信等技術(shù)，也引入了大量不確定性和安全性問題?，F(xiàn)有的行為建模與檢測(cè)技術(shù)在描述行為的交互和并發(fā)特征、降低建模的復(fù)雜度等方面尚存在不足。針對(duì)這些問題，本文的主要研究工作如下。
　　首先，針對(duì)現(xiàn)有方法不能有效對(duì)Android Apps行為的并發(fā)和交互特征進(jìn)行建模的問題，提出一種基于PiD

3、roid進(jìn)程代數(shù)的行為形式化描述及映射機(jī)制。利用逆向分析和代碼優(yōu)化技術(shù)，通過控制流和數(shù)據(jù)流分析提取出行為特征。通過擴(kuò)展Pi演算構(gòu)建適合于Android Apps行為建模特點(diǎn)的PiDroid，并依據(jù)PiDroid的語法語義及進(jìn)程等價(jià)概念，將提取的行為特征進(jìn)行了形式化映射，建立起軟件行為與PiDroid進(jìn)程代數(shù)語義的對(duì)應(yīng)關(guān)系，奠定了軟件行為的形式化基礎(chǔ)。
　　其次，針對(duì)現(xiàn)有行為檢測(cè)模型無法有效地表示和檢測(cè)Android Apps中多線

4、程、事件驅(qū)動(dòng)和異步調(diào)度引入的并發(fā)行為的問題，給出一種并發(fā)行為分析和檢測(cè)方法。給出并發(fā)行為的映射方法并形式化的描述了應(yīng)用程序中時(shí)序、交互、同步和互斥等并發(fā)特征。構(gòu)建了并發(fā)行為的演算規(guī)則和遷移規(guī)則，探討了依據(jù)這些規(guī)則進(jìn)行并發(fā)行為檢測(cè)的方法和步驟，給出了行為檢測(cè)算法。通過理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，論證了該方法的精確性和效率。
　　再次，通過深入探討Android Apps組件間通信機(jī)制所引入的交互性問題，提出了一種Android Apps組件

5、間通信的行為分析和檢測(cè)方法。通過分析數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)事實(shí)得到數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，并跟蹤跨組件邊界的控制流和數(shù)據(jù)流，構(gòu)建了組件間通信模型并進(jìn)行了形式化映射。依據(jù)該模型，給出了運(yùn)行時(shí)檢測(cè)敏感路徑觸發(fā)的算法，并通過分析Intent的異常來檢測(cè)組件劫持攻擊。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和對(duì)比分析，論證了所提出方法的建模和檢測(cè)效率以及行為檢測(cè)的有效性。
　　最后，構(gòu)建了一個(gè)統(tǒng)一的行為檢測(cè)模型，給出模型的總體框架、行為建模和檢測(cè)的整體步驟。通過對(duì)權(quán)限提升攻擊案例的分