安卓應(yīng)用中的信息泄露問題探究

江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院無錫機(jī)電分院 張靈芝

隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，安卓系統(tǒng)被應(yīng)用的越來越廣泛。安卓應(yīng)用系統(tǒng)的通信架構(gòu)由客戶端和服務(wù)器組成，作為當(dāng)下最為流行的操作系統(tǒng)，其安全性成為社會各界人士關(guān)注的重點?；诖?，本文通過對安卓應(yīng)用中的信息泄露問題進(jìn)行分析，從內(nèi)存信息泄露、敏感信息泄露、隱私信息泄露等方面入手，詳細(xì)的論述了安卓應(yīng)用中信息泄露問題的解決對策。

前言：隨著智能手機(jī)應(yīng)用越來越廣泛，安卓應(yīng)用發(fā)展愈發(fā)迅速，且很多安卓應(yīng)用都是不收費的，一部分開發(fā)者會在系統(tǒng)中嵌入廣告庫，以此來獲取更多的利潤。除此之外，智能手機(jī)功能越來越豐富，許多信息被儲存在手機(jī)中，如位置信息、設(shè)備標(biāo)識符等。為了對這些信息進(jìn)行更好的保護(hù)，必須深入分析各種信息泄露的問題，制定合理的解決對策，這樣才能為安卓應(yīng)用的安全性提供保障。

1 安卓應(yīng)用中的信息泄露問題的系統(tǒng)

1.1 內(nèi)存信息泄露問題

1.1.1 內(nèi)存溢出

內(nèi)存溢出導(dǎo)致的內(nèi)存泄露主要包括兩方面，其一是注冊沒有取消出現(xiàn)的內(nèi)存泄露問題；其二是沒有關(guān)閉集合中對象而出現(xiàn)的內(nèi)存泄露問題。前者內(nèi)存泄露與純Java內(nèi)存泄露相比，情況更為嚴(yán)重。由于在注冊過程中，一些安卓程序會持續(xù)引用相關(guān)程序?qū)ο螅ㄗ詸C(jī)制），即使移動設(shè)備上的安卓程序停止運行，但是其他應(yīng)用程序也會繼續(xù)運行該程序，使得用戶注冊信息泄露，且泄露的內(nèi)存信息不能被當(dāng)做垃圾收回。后者是指人們在應(yīng)用程序?qū)ο髸r，會將其加入到一個集合中，當(dāng)應(yīng)用完成之后，卻沒有及時清理掉，長此以往，集合不斷增大，當(dāng)溢滿之后，會出現(xiàn)內(nèi)存泄露現(xiàn)象，如果集合處于靜態(tài)狀況下，其泄露程度更大。

1.1.2 沒有關(guān)閉資源對象的內(nèi)存泄露

在應(yīng)用資源對象過程中，通常會采用一定的緩沖手段，當(dāng)這些文件應(yīng)用完畢之后，相關(guān)人員要及時將它們關(guān)閉，為它們緩沖內(nèi)容及時、準(zhǔn)確的回收內(nèi)存提供保障。而這些緩沖內(nèi)容不僅僅是儲存于Java虛擬機(jī)里，同時還存儲于Java虛擬機(jī)之外。如果設(shè)置這些緩沖內(nèi)容的引用為空，但是不將它們關(guān)閉，這種情況下，會有一部分不良代碼使內(nèi)存出現(xiàn)更大的壓力，極易引起安卓應(yīng)用的內(nèi)存泄露情況（鄒明宇，Android應(yīng)用程序的隱私泄露檢測關(guān)鍵技術(shù)研究：燕山大學(xué)，2017年）。不良代碼致使內(nèi)存出現(xiàn)壓力的原因主要有：Bitmap調(diào)用方法不當(dāng)；在對Adapter構(gòu)造過程中，緩存應(yīng)用不當(dāng)甚至沒用。

1.2 隱私信息泄露問題

1.2.1 短信泄露

短信是安卓用戶進(jìn)行溝通的重要方式之一，短信中儲存著各種各樣的聯(lián)系人信息和用戶自身的信息。安卓應(yīng)用在獲取到智能手機(jī)發(fā)送短信的權(quán)限之后，通過短信發(fā)送用戶隱私信息，并將這些信息發(fā)送到目的號碼中。在此過程中，一些人會竊取這些隱私數(shù)據(jù)，并進(jìn)行惡意傳播。同時還有一些惡意程序會發(fā)送各式各樣的扣費信息，為用戶帶來了非常大的損失。除此之外，在安卓系統(tǒng)中短信被儲存到SQLite數(shù)據(jù)庫里，在查詢數(shù)據(jù)庫時，會使用戶隱私泄露并惡意傳播。

1.2.2 通話記錄和通訊錄泄露

安卓設(shè)備中的儲存的通信錄是用戶對聯(lián)系人信息進(jìn)行記錄的主要方式之一，而且在通訊錄中，不但記錄著與聯(lián)系人相關(guān)的聯(lián)系方式，同時還記錄著非常多的其他信息，如與聯(lián)系人之間的關(guān)系、電子郵箱、家庭住址等等。一旦這些信息泄露出去，會為使用者帶來不必要的麻煩。此外，對于安卓系統(tǒng)中的通話記錄和通訊錄中的各種信息一般情況下是被儲存在SQlite數(shù)據(jù)庫里。安卓應(yīng)用在得到相關(guān)權(quán)限之后，能夠隨時隨地的泄露相關(guān)信息，并進(jìn)行傳播等。

1.2.3 網(wǎng)絡(luò)泄露

網(wǎng)路泄露是安卓系統(tǒng)隱私泄露的主要途徑，同時也是危害范圍最廣的途徑。安卓應(yīng)用系統(tǒng)在請求URL過程中，會攜帶大連的用戶隱私信息，并將這些信息發(fā)送到相應(yīng)的服務(wù)器中，這使得用戶的隱私信息在無意識中受到威脅。同時網(wǎng)絡(luò)泄露形式多種多樣，在安卓系統(tǒng)中，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接時，可以以不同的方式與網(wǎng)路相連。除此之外，由于Http請求類型比較多，如POST、GET等，這些請求類型使網(wǎng)咯連接方式多出了很多不確定性。

1.3 敏感信息泄露問題

1.3.1 數(shù)據(jù)明文泄露

安卓應(yīng)用程序在正常運行過程中，會涉及到大量的數(shù)據(jù)輸入和輸出，如程序運行狀態(tài)以及各個參數(shù)的設(shè)置等數(shù)據(jù)都需要在外部儲存器中進(jìn)行保存，如果不保存，在系統(tǒng)停止運行時，會丟失大量數(shù)據(jù)。同時Shared Preferences的創(chuàng)建即可讀又可寫，文件內(nèi)容的明文編碼或者是明文非常容易被其他應(yīng)用截取，出現(xiàn)敏感信息泄露現(xiàn)象。

1.3.2 cookie管理不當(dāng)

服務(wù)器在運行過程中，通過cookie類對象操作客戶端cookie，然后利用相應(yīng)的方法對客戶端發(fā)送的全部cookie數(shù)組進(jìn)行獲取，隨后設(shè)置客戶端。在此過程中，HTTP協(xié)議是不安全的，且是無狀態(tài)的。與HTTP協(xié)議相關(guān)的數(shù)據(jù)沒有經(jīng)過任何加密措施直接上傳到網(wǎng)絡(luò)中，使得敏感數(shù)據(jù)被截獲的概率大大增加。

2 安卓應(yīng)用中的信息泄露問題的解決對策

2.1 內(nèi)存信息泄露的解決對策

2.1.1 內(nèi)存溢出的解決辦法

一般情況下，內(nèi)存溢出導(dǎo)致內(nèi)存泄露的處理方法從以下幾方面進(jìn)行：1)引用內(nèi)存過程中，直接進(jìn)行處理，處理方法有弱引用、強引用以及軟引用等。首先，強引用。主要是指在heap堆中構(gòu)造一個新的Object對象，以“o”引用此對象，然后在利用“o”構(gòu)建上述對象與new Object（）之間的引用關(guān)系。這個過程便是強引用，同時在進(jìn)行強引用過程中，還要與弱引用和軟引用相互配合，使安卓程序呈現(xiàn)強弱隨時轉(zhuǎn)換的狀態(tài)，這樣可以有效防止內(nèi)存泄露。其次，軟引用，軟引用主要用于高速緩存的內(nèi)存數(shù)據(jù)中，在jvm警報內(nèi)存不足之前將全部的軟引用清除出去，這樣對于gc來說，就可以收集軟類型對象，最大限度的解決內(nèi)存溢出問題。該解決方案主要參考Android內(nèi)存溢出解決方案（OOM）整理總結(jié)。2)對Dalvik虛擬機(jī)進(jìn)行優(yōu)化。這種方法主要是對Dalvik虛擬機(jī)中的堆內(nèi)存進(jìn)行合理分配，在此過程中，對安卓平臺而言，它的托管層主要應(yīng)用的是Dalvik JavaVM，對其進(jìn)行優(yōu)化從手動處理GC考慮，從而解決內(nèi)存泄露問題（朱洪軍，韓洋，華保健，陳灝，移動應(yīng)用程序內(nèi)存泄露機(jī)制分析與檢測方案設(shè)計：計算機(jī)工程與應(yīng)用，2016年17期）。

2.1.2 沒有關(guān)閉資源對象問題的解決對策

解決沒有關(guān)閉資源對象引起的內(nèi)存泄露問題主要從以下幾方面進(jìn)行：1)將Bitmap內(nèi)存及時回收。安卓系統(tǒng)中，有著獨立的回收垃圾機(jī)制，這個機(jī)制可以不定期的將無用的內(nèi)存空間進(jìn)行回收，Bitmop屬于私有構(gòu)造。開發(fā)者在開發(fā)程序過程中，不能直接創(chuàng)建一個新的Bitmap對象，可以將Bitmap實例化。這時將Bitmap加載到內(nèi)存中，其內(nèi)存區(qū)域有兩部分，其一是Java部分，其二是C部分。系統(tǒng)在不運行過程中，Java部分會實現(xiàn)自動回收功能，而對于C部分來說，虛擬機(jī)不能實現(xiàn)直接回收功能，可以通過對底層功能進(jìn)行調(diào)用，即調(diào)用recycle（）將C部分內(nèi)存釋放，這樣便可以有效解決內(nèi)存泄露問題。詳見曹邦琴和徐昊的Android應(yīng)用中優(yōu)化Bitmap使用避免內(nèi)存溢出。2)避免Context超出范圍。如果開發(fā)者不想對內(nèi)部各個對象的生命周期進(jìn)行控制，那么要避免在Activity中出現(xiàn)非靜態(tài)對象，從而有效的解決內(nèi)存泄露問題。

2.2 隱私信息泄露的解決對策

2.2.1 短信泄露的解決對策

在制定短信泄露的解決對策時，需要從以下幾方面考慮：1)嚴(yán)格控制安卓系統(tǒng)權(quán)限。用戶應(yīng)該具備一定的風(fēng)險意識，盡可能的避免將訪問網(wǎng)絡(luò)權(quán)限和訪問隱私權(quán)限同時對可以程序開放。在日常生活中，要將很少使用或者是不用的功能，如手機(jī)定位、紅外、高清攝像以及藍(lán)牙等停止使用或者是關(guān)閉，避免移動設(shè)備被病毒或者是遠(yuǎn)程攻擊搜索到，當(dāng)需要這些功能時，再將其打開。此外，在使用免費WIFI時，要選擇自身信任的網(wǎng)絡(luò)，不能輕易對外界發(fā)送個人隱私信息。2)在正規(guī)平臺中對軟件進(jìn)行下載。智能設(shè)備用戶在下載軟件過程中，要以軟件官方平臺為準(zhǔn)，不要到論壇或者不知名的網(wǎng)站中下載。同時對于不明來路的軟件以及不良網(wǎng)頁都要禁止在手機(jī)中打開，到正規(guī)的手機(jī)營銷商處對手機(jī)進(jìn)行維護(hù)，防止病毒程序植入。

2.2.2 通話記錄和通訊錄泄露問題的解決對策

針對這種問題來說，需要從以下幾方面考慮：嚴(yán)格遵守程序保密規(guī)定。安卓程序中的保密規(guī)定不但對保障國家安全、商業(yè)秘密保護(hù)以及企業(yè)數(shù)據(jù)保護(hù)有著巨大的作用。同時也對個人通話記錄和通訊錄的隱私信息保護(hù)起到非常大的作用。用戶在使用安卓應(yīng)用程序過程中，有時為了方便辦事，常常將通話記錄和聯(lián)系人保存到程序中，如電子郵件、QQ、微信、通信、通訊錄等等軟件程序中，常會保留大量的通話記錄。因此，為了防止各項通話記錄被竊取，嚴(yán)格遵守這些軟件中要求的保密規(guī)定，從根源上杜絕信息泄露。同時也可以使用代碼或者是簡寫的方式避免個人隱私信息泄露。

2.2.3 網(wǎng)絡(luò)泄露的解決對策

網(wǎng)絡(luò)信息泄露解決對策的制定需要從以下幾方面進(jìn)行考慮：1)檢查Root權(quán)限。在安卓系統(tǒng)中，其底層內(nèi)核為Linux內(nèi)核，Root為Linux管理員，有著最高權(quán)限。它可以停止或者是啟動安卓應(yīng)用程序中的任何一個進(jìn)程，以此來修改和訪問程序中的全部文件。為了防止惡意程序通過Bug獲取Root權(quán)限，可以使用Python語言，利用特征字符串掃描應(yīng)用程序的源碼，對代碼中與Root權(quán)線存在一定關(guān)系的操作進(jìn)行查詢。以此來解決惡意程序入侵網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致信息泄露的問題。2)檢測組建間通訊。組件間的通訊主要是通過Intent和URLs進(jìn)行的，安卓應(yīng)用程序根據(jù)URLs相關(guān)信息對目標(biāo)組件進(jìn)行搜尋。這種情況下，可以先對xml文件進(jìn)行解析，提取安卓系統(tǒng)申請的信息如組件信息、權(quán)限信息等。如果錨函數(shù)和源函數(shù)同時存在，那么需要參照Susi權(quán)限與錨、源函數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系，對源碼中兩種函數(shù)的存在與否進(jìn)行判斷，從而找出泄露途徑，并更換相關(guān)代碼，解決泄露問題，整個隱私泄露的解決對策詳見燕山大學(xué)鄒明宇的Android應(yīng)用程序的隱私泄露檢測關(guān)鍵技術(shù)研究。

2.3 敏感信息泄露的解決對策

2.3.1 數(shù)據(jù)明文泄露的解決對策

數(shù)據(jù)明文泄露的解決對策主要從以下幾方面考慮：1)在安卓程序開發(fā)過程中，不能直接對相關(guān)文件進(jìn)行創(chuàng)建。避免將敏感數(shù)據(jù)信息如密碼等明文儲存于Shared Preferences文件中，從而解決信息泄露問題。2)在代碼查詢過程中，要采取參數(shù)化方法進(jìn)行查詢，避免在SQL語句中之間拼接上用戶參數(shù)，以此來防止惡意軟件或者是黑客對SQL進(jìn)行注入攻擊，從而確保敏感信息不外泄。同時還要禁止安卓程序大面積公布有用的信息，如果用戶需要對這些有價值的信息進(jìn)行訪問，應(yīng)該利用訪問控制措施保護(hù)它們，從而保證敏感信息不外泄。

2.3.2 cookie管理不當(dāng)?shù)慕鉀Q對策

cookie管理不當(dāng)?shù)慕鉀Q對策主要從以下幾方面進(jìn)行考慮：1)實現(xiàn)HTTPs。通常情況下，HTTP協(xié)議主要是用于服務(wù)器和客戶端的數(shù)據(jù)傳輸，在使用時，未對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。因此，要使用協(xié)議的加密版本，也就是HTTPs。首先，利用HTTPs通信功能，使服務(wù)器具有連接HTTPs連接的處理功能。其次，在SSL/TLS非對稱結(jié)構(gòu)加密技術(shù)支持下，將客戶端請求發(fā)送到https協(xié)議地址中。在此過程中，客服端和服務(wù)器之間在構(gòu)建進(jìn)程時會對參數(shù)進(jìn)行加密，即“握手”，以此防止信息泄露。2)管理cookie。在管理時，需要設(shè)置中間變量對cookie進(jìn)行管理。此外，在完成相關(guān)任務(wù)之后要及時的將cookie數(shù)據(jù)清理掉，這樣才能確保敏感信息不被泄露出去（羅亞玲，黎文偉，蘇欣，基于HTTP流量的安卓應(yīng)用敏感信息泄露檢測：計算機(jī)應(yīng)用研究，2017年第5期）。

結(jié)論：綜上所述，安卓應(yīng)用中信息的安全性非常重要，確保信息不外泄有著非常大的現(xiàn)實意義。經(jīng)過上文分析可得，基于安卓應(yīng)用中信息泄露問題，需要深入分析程序的內(nèi)存狀態(tài)，避免內(nèi)存溢出問題出現(xiàn)，且要確保客戶端不被惡意侵?jǐn)_。同時在服務(wù)器端要采取有效措施管理cookie數(shù)據(jù)以及各類明文的儲存。這樣才能有效的解決信息泄露問題。