Android平臺(tái)手機(jī)防盜系統(tǒng)的安全解決方案

江燕良，黃海于

（西南交通大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都610031）

引 言

Android是Google開發(fā)的基于Linux平臺(tái)的開源手機(jī)操作系統(tǒng)，該平臺(tái)由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用軟件組成，被譽(yù)為第一個(gè)完整、開放而且免費(fèi)的移動(dòng)平臺(tái)［1］。因3G技術(shù)的不斷發(fā)展和Android平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，Android移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)成為目前熱門的技術(shù)之一，基于Android平臺(tái)的智能手機(jī)數(shù)量也越來(lái)越多。由于Android手機(jī)的便利性和實(shí)用性，很多人會(huì)把銀行卡密碼、電話密碼、網(wǎng)絡(luò)支付密碼、重要日程提醒等個(gè)人信息和一些隱私數(shù)據(jù)存放到手機(jī)里。如果手機(jī)被盜，不僅短信、通訊錄、照片等隱私泄漏，還可能導(dǎo)致親戚朋友上當(dāng)受騙，會(huì)對(duì)人們的工作和生活帶來(lái)很大的影響。

為了解決這一問(wèn)題，本文提出了在手機(jī)被盜后，通過(guò)防盜追蹤模塊來(lái)監(jiān)測(cè)手機(jī)SIM卡是否被更換，從而確定自己的手機(jī)是否被盜。并利用即時(shí)通信模塊向被盜手機(jī)發(fā)送遠(yuǎn)程控制指令，來(lái)保護(hù)個(gè)人隱私并追蹤找回被盜手機(jī)。在手機(jī)鎖定后通過(guò)屏蔽手機(jī)的按鍵、攔截電話和短信以及關(guān)閉手機(jī)的USB調(diào)試連接，使手機(jī)不能使用，除非進(jìn)行解鎖。該系統(tǒng)將防盜追蹤、即時(shí)通信和遠(yuǎn)程控制等模塊有機(jī)地結(jié)合在一起，具有良好的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

手機(jī)防盜系統(tǒng)是以手機(jī)終端為載體，借助通信運(yùn)營(yíng)商提供的GPRS數(shù)據(jù)連接業(yè)務(wù)或者移動(dòng)WiFi網(wǎng)絡(luò)以及短信業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制之前，用戶首先需要通過(guò)GPRS數(shù)據(jù)連接或者移動(dòng)WiFi網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)配置好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境啟動(dòng)并運(yùn)行服務(wù)器，然后再根據(jù)啟動(dòng)服務(wù)器的IP地址、端口號(hào)，以及服務(wù)器上配置好的用戶名和密碼，激活安裝在Android終端上的客戶端軟件。在手機(jī)客戶端軟件激活之后，云端的服務(wù)器便跟手機(jī)客戶端之間建立了可靠的通信連接；連接建立成功后，用戶便可以按照手機(jī)云平臺(tái)的通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)服務(wù)器跟客戶端之間的數(shù)據(jù)通信。手機(jī)客戶端將需要上傳的數(shù)據(jù)或操作生成的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，封裝成固定的Java Bean數(shù)據(jù)包的格式發(fā)送到云端的服務(wù)器，或者是云端服務(wù)器將網(wǎng)頁(yè)側(cè)下發(fā)的命令字段封裝成Java Bean數(shù)據(jù)包的形式，再下發(fā)給手機(jī)終端。手機(jī)終端將接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，并同時(shí)完成對(duì)手機(jī)相應(yīng)的命令操作，然后返回處理的結(jié)果［2］。

通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的分析，從系統(tǒng)的總體架構(gòu)入手，對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行了劃分，并明確了系統(tǒng)各模塊之間的聯(lián)系。通過(guò)分析C／S模式和B／S模式各自的特點(diǎn)，結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際需要，采用了C／S模式和B／S模式相結(jié)合的架構(gòu)［3］，用戶不僅能通過(guò)安全號(hào)碼來(lái)控制被盜的手機(jī)，在緊急情況下，還可登錄Web端的手機(jī)防盜管理系統(tǒng)來(lái)遠(yuǎn)程操控被盜的手機(jī)。第一時(shí)間對(duì)被盜的手機(jī)進(jìn)行全方位的監(jiān)聽，使小偷不能對(duì)手機(jī)進(jìn)行任何操作，既保護(hù)了隱私數(shù)據(jù)，又給找回手機(jī)爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間。還可以通過(guò)GPS定位來(lái)獲取被盜手機(jī)當(dāng)前所在的位置，盡快找回被盜的手機(jī)。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1說(shuō)明了整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)，在手機(jī)被盜之后，用戶可以通過(guò)安全號(hào)碼手機(jī)控制被盜的手機(jī)，還可以通過(guò)PC的瀏覽器登錄到Web端的手機(jī)防盜管理系統(tǒng)，通過(guò)即時(shí)通信模塊向被盜手機(jī)發(fā)送遠(yuǎn)程控制指令，從而執(zhí)行手機(jī)報(bào)警、數(shù)據(jù)刪除、鎖定手機(jī)、GPS定位等功能。當(dāng)被盜手機(jī)接收到這些指令，也會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的處理，完成后將處理結(jié)果通過(guò)即時(shí)通信模塊發(fā)送到Web端并顯示。這兩種控制方式都是在后臺(tái)秘密地進(jìn)行，小偷不會(huì)有任何察覺，從而更安全可靠地追蹤手機(jī)。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

2 防盜追蹤模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

防盜追蹤模塊通過(guò)監(jiān)聽手機(jī)的開機(jī)廣播，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手機(jī)中插入的SIM卡是否合法，如果合法，不作任何處理；否則，將獲取新卡的SIM卡卡號(hào)，并將該SIM卡卡號(hào)作為短信的內(nèi)容發(fā)送至用戶指定安全號(hào)碼的手機(jī)，從而使用戶獲取被盜手機(jī)的SIM卡號(hào)碼，對(duì)手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。與此同時(shí)，將開啟轉(zhuǎn)發(fā)被盜手機(jī)新短信的服務(wù)。下面說(shuō)明該模塊的具體功能。防盜追蹤模塊處理流程如圖2所示。

① 設(shè)置、修改合法的SIM卡卡號(hào)：在安裝完程序第一次啟動(dòng)的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)讀取當(dāng)前手機(jī)的SIM卡卡號(hào)，并將該卡號(hào)作為合法的SIM卡卡號(hào)寫入自動(dòng)生成的配置文件中。由于每張SIM卡卡號(hào)（即IMSI序列號(hào)）是唯一的，因此該卡號(hào)將作為判斷以后手機(jī)中插入的SIM卡是否合法的主要依據(jù)。此外還允許用戶隨時(shí)修改該SIM卡序列號(hào)。

圖2 防盜追蹤模塊處理流程

② 獲取新SIM卡號(hào)碼和IMSI序列號(hào)：用戶的手機(jī)在丟失或被盜以后，手機(jī)SIM卡往往會(huì)被更換，在手機(jī)重新啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)獲取當(dāng)前SIM卡的卡號(hào)，然后與之前配置文件中保存的卡號(hào)對(duì)比，如果不一致，系統(tǒng)會(huì)將該SIM卡卡號(hào)作為短信內(nèi)容向用戶指定的安全號(hào)碼發(fā)送通知短信，讓用戶可以通過(guò)安全號(hào)碼手機(jī)對(duì)被盜手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，盡快找回被盜手機(jī)。

③ 開啟轉(zhuǎn)發(fā)新短信的服務(wù)：后臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)新短信的服務(wù)一直在運(yùn)行，每一次用戶重新開機(jī)的時(shí)候，就會(huì)將配置文件中的SIM卡卡號(hào)跟當(dāng)前手機(jī)中的SIM卡卡號(hào)進(jìn)行對(duì)比，如果結(jié)果不一致，就會(huì)啟動(dòng)該服務(wù)，將用戶手機(jī)最新收發(fā)的短信記錄按照一定的格式自動(dòng)發(fā)送至用戶指定的安全號(hào)碼手機(jī)。

3 即時(shí)通信模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

即時(shí)通信模塊為Web端手機(jī)防盜管理系統(tǒng)和手機(jī)防盜系統(tǒng)客戶端提供了實(shí)時(shí)通信的渠道，讓用戶在登錄Web端手機(jī)防盜管理系統(tǒng)之后，可以實(shí)時(shí)地對(duì)被盜手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，保護(hù)用戶隱私，并追蹤找回被盜手機(jī)。即時(shí)通信模塊包括服務(wù)器和客戶端兩部分，通過(guò)在服務(wù)器與客戶端之間建立網(wǎng)絡(luò)連接，從而實(shí)現(xiàn)即時(shí)通信。

即時(shí)通信模塊的處理流程如圖3所示。

圖3 即時(shí)通信模塊的處理流程圖

3.1 服務(wù)器端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)采用開源的Openmobster手機(jī)云平臺(tái)來(lái)搭建即時(shí)通信服務(wù)器，并根據(jù)系統(tǒng)的需要進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化。該平臺(tái)是一個(gè)向本地手機(jī)程序提供“云”服務(wù)的平臺(tái)，它內(nèi)嵌了一個(gè)基于J2EE開放源代碼的應(yīng)用服務(wù)器JBoss。在JBoss服務(wù)器啟動(dòng)后，可以通過(guò)PC的瀏覽器啟動(dòng)控制臺(tái)。JBoss的控制臺(tái)界面簡(jiǎn)陋，和其他商業(yè)化服務(wù)器的控制臺(tái)差別很大，不夠直觀。因此考慮將控制臺(tái)改造成網(wǎng)頁(yè)的形式，這樣既可以方便用戶操作，界面也更直觀。

為了該平臺(tái)的服務(wù)器跟手機(jī)終端之間實(shí)現(xiàn)通信，需要在JBoss控制臺(tái)程序中新增一條命令，相應(yīng)地在服務(wù)器端也要新增處理這個(gè)命令的代碼，用控制臺(tái)發(fā)命令，讓服務(wù)器發(fā)Push消息給手機(jī)上的Service。服務(wù)器端的總體設(shè)計(jì)流程主要分為以下幾步：

① 對(duì)控制臺(tái)代碼進(jìn)行分析，找出控制臺(tái)的命令與類的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

② 因此新增了一個(gè)FindCommand類，并且修改了配置文件，使控制臺(tái)可以運(yùn)行新命令。

③在服務(wù)器端新增了一個(gè)對(duì)應(yīng)控制臺(tái)新命令的find－PhoneCommand類，繼承自 MobileServiceBean，放在服務(wù)器端處理新增的命令。

④ 在服務(wù)器端建立一條Push通道。findPhoneCommand類在收到命令時(shí)就會(huì)通過(guò)這個(gè)Push通道向手機(jī)上的Service發(fā)Push消息。

⑤ 將控制臺(tái)改造成網(wǎng)頁(yè)的形式來(lái)發(fā)命令。

3.2 客戶端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)客戶端包括手機(jī)即時(shí)通信客戶端和Web即時(shí)通信客戶端。

Web即時(shí)通信客戶端基于JavaEE，利用Openmobster云平臺(tái)的Jboss服務(wù)器對(duì)JSP網(wǎng)頁(yè)文件進(jìn)行熱部署，通過(guò)登錄到即時(shí)通信服務(wù)器端與手機(jī)客戶端進(jìn)行通信。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中，Android智能終端通過(guò)WiFi或GPRS連接到互聯(lián)網(wǎng)。手機(jī)即時(shí)通信客戶端通過(guò)激活手機(jī)設(shè)備連接到服務(wù)器，然后以Java Bean的傳輸協(xié)議形式，對(duì)協(xié)議進(jìn)行解析并執(zhí)行相應(yīng)的命令操作。最后再將處理的結(jié)果封裝成Bean的對(duì)象，在客戶端與服務(wù)器之間進(jìn)行傳輸。

4 遠(yuǎn)程控制模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4.1 Web遠(yuǎn)程控制模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

Web遠(yuǎn)程控制模塊在C／S模式的基礎(chǔ)上，增加了B／S模式，旨在增強(qiáng)對(duì)被盜手機(jī)的控制。當(dāng)手機(jī)丟失，安全號(hào)碼手機(jī)不能及時(shí)用來(lái)控制被盜手機(jī)，這時(shí)通過(guò)Web網(wǎng)頁(yè)來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，它能在第一時(shí)間鎖定手機(jī)，保護(hù)手機(jī)上的隱私數(shù)據(jù)不被竊取，為盡快找回手機(jī)提供幫助。Web控制模塊實(shí)現(xiàn)流程如下：

① 用戶通過(guò)瀏覽器打開網(wǎng)頁(yè)，選擇需要下發(fā)的命令，然后輸入用戶名和密碼，點(diǎn)擊“確定”后調(diào)用JSP代碼。JSP代碼將網(wǎng)頁(yè)請(qǐng)求封裝的各功能選項(xiàng)字段取出，封裝進(jìn)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象中。

② 在服務(wù)器端定義的用于下發(fā)的Channel會(huì)定期調(diào)用相關(guān)接口，對(duì)上面封裝的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有新插入的數(shù)據(jù)，會(huì)通過(guò)對(duì)應(yīng)的接口取出該數(shù)據(jù)，將其封裝到Bean對(duì)象中，通過(guò)Openmobster推送給手機(jī)終端。

③終端后臺(tái)模塊中的服務(wù)同樣建立了對(duì)應(yīng)云端Channel的處理。一旦收到Channel的下發(fā)通知，通過(guò)發(fā)送Intent的方式啟動(dòng)一個(gè)Activity［4］，這個(gè)Activity在啟動(dòng)過(guò)程中可以通過(guò)Bean的相關(guān)接口讀出對(duì)應(yīng)用戶名和通道下發(fā)的Bean對(duì)象，通過(guò)Bean的一些方法解析并獲取下發(fā)通知中的各功能項(xiàng)數(shù)據(jù)字段，調(diào)用Android平臺(tái)提供的各接口，完成對(duì)手機(jī)的遠(yuǎn)程控制。

④將遠(yuǎn)程控制處理的結(jié)果封裝到一個(gè)新的Bean對(duì)象里，然后注冊(cè)一個(gè)用于上傳的Channel，最終將結(jié)果上傳到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)并顯示在網(wǎng)頁(yè)界面上。

Web遠(yuǎn)程控制模塊的處理流程如圖4所示。

4.2 短信遠(yuǎn)程控制模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

圖4 Web遠(yuǎn)程控制模塊的處理流程

短信控制模塊的設(shè)計(jì)主要是基于監(jiān)聽手機(jī)短信數(shù)據(jù)庫(kù)的變化，從而獲取短信并判斷短信的類型。如果是特殊格式的指令短信，則首先將手機(jī)調(diào)為靜音模式并關(guān)閉系統(tǒng)的消息通知，然后再根據(jù)指令進(jìn)行具體的操作。待操作完成以后，回復(fù)短信發(fā)件人告知指令執(zhí)行完畢，刪除此條短信并將手機(jī)恢復(fù)到之前的情景模式；否則，不作任何處理，進(jìn)入普通短信的系統(tǒng)處理流程。

短信控制模塊的處理流程如圖5所示。

圖5 短信控制模塊的處理流程圖

5 實(shí)現(xiàn)結(jié)果

系統(tǒng)采用了C／S模式和B／S模式相結(jié)合的架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，服務(wù)器與客戶端通過(guò)Socket進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信［5］。在服務(wù)器端使用了Openmobster手機(jī)云平臺(tái)，該平臺(tái)的底層支持功能強(qiáng)大，為系統(tǒng)的通信連接，即數(shù)據(jù)的上傳與下發(fā)，提供了良好的保障?？蛻舳瞬捎肁ndroid手機(jī)平臺(tái)，由于Android提供了豐富的接口，使系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)防盜追蹤、遠(yuǎn)程擦除、遠(yuǎn)程鎖定、遠(yuǎn)程同步、遠(yuǎn)程定位等功能［6］。實(shí)現(xiàn)環(huán)境為 HTML＋JSP＋Windows＋Eclipse。通過(guò)該系統(tǒng)的防盜追蹤功能、遠(yuǎn)程鎖定手機(jī)功能和遠(yuǎn)程定位功能實(shí)現(xiàn)的結(jié)果如圖6所示。

圖6 防盜追蹤、遠(yuǎn)程鎖定、遠(yuǎn)程定位結(jié)果圖

結(jié) 語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)一種手機(jī)云平臺(tái)的研究，利用其提供的云推送和云同步的技術(shù)，通過(guò)服務(wù)器與客戶端之間的Socket進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)了基于Android平臺(tái)的手機(jī)防盜系統(tǒng)。本系統(tǒng)為丟失手機(jī)用戶找回手機(jī)提供了重要依據(jù)，還可以幫助用戶對(duì)手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。但是不能忽視的是，系統(tǒng)目前還存在很多漏洞，比如：如果服務(wù)器與客戶端由于網(wǎng)絡(luò)的原因不能建立通信連接，那么就不能通過(guò) Web遠(yuǎn)程控制的方式控制手機(jī)。而且，如果手機(jī)被重新刷機(jī)的話，防盜系統(tǒng)將會(huì)被卸載，因此也將不能繼續(xù)發(fā)揮作用。以上的漏洞和不足，將是以后繼續(xù)研究的方向。

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