Android 安全结构概述

Android系统的架构与应用开发技术随着智能手机的日益普及，Android作为最为流行的手机操作系统之一，已经成为了很多人在日常生活中不可或缺的工具。

而对于程序员们来说，了解Android的架构和开发技术更是必不可少的。

本文将详细介绍Android的架构和应用开发技术。

一、Android系统的架构Android是以Linux内核为基础的开源移动操作系统，由Google主导开发，它的架构主要由四个部分组成：应用层、应用框架层、系统运行库层和Linux内核层。

1. 应用层应用层是Android中最上层的部分，它包含所有用户直接和操作系统打交道的应用程序，如浏览器、音乐播放器、短信应用、邮件应用等。

这些应用程序使用了Android提供的各种API，如图形用户界面（GUI）、电话服务、短信服务等。

2. 应用框架层应用框架层包含了Android提供的各种各样的服务和API。

应用程序可以通过这些服务和API，来实现与其他应用程序的交互、访问系统资源和网络等。

这一层为应用程序提供了很多基础设施，如界面框架、管理应用程序、位置管理、通知管理等。

3. 系统运行库层系统运行库层包括了Android提供的一系列C/C++库，用于应用程序和系统级进程间的交互。

这些库包括许多不同的组件，如SQLite数据库、SSL、OpenGL等。

4. Linux内核层Linux内核层负责处理底层硬件接口和设备驱动程序。

Android系统的内核层实现了Linux内核的各种功能，如进程管理、内存管理、文件系统管理和网络管理等。

二、Android应用开发技术1. Java语言和XMLAndroid应用开发使用的是Java语言和XML（标准通用标记语言）。

Java是一种面向对象的编程语言，常用于开发Android应用，XML则用于应用程序中定义布局、动作和关键字。

2. Android SDKAndroid SDK（Software Development Kit）是一个包含各种开发工具的软件包，供开发者使用。

Android⼤致可以分为四层架构Android 系统架构为了让你能够更好地理解 Android 系统是怎么⼯作的，我们先来看⼀下它的系统架构。

Android ⼤致可以分为四层架构：Linux 内核层、系统运⾏库层、应⽤框架层和应⽤层。

1. Linux 内核层 Android 系统是基于 Linux 内核的，这⼀层为 Android 设备的各种硬件提供了底层的驱动，如显⽰驱动、⾳频驱动、照相机驱动、蓝⽛驱动、Wi-Fi 驱动、电源管理等。

2. 系统运⾏库层这⼀层通过⼀些 C/C++库来为 Android 系统提供了主要的特性⽀持。

如 SQLite 库提供了数据库的⽀持，OpenGL|ES 库提供了 3D 绘图的⽀持，Webkit 库提供了浏览器内核的⽀持等。

同样在这⼀层还有 Android 运⾏时库，它主要提供了⼀些核⼼库，能够允许开发者使⽤ Java 语⾔来编写 Android 应⽤。

另外，Android 运⾏时库中还包含了 Dalvik 虚拟机（5.0 系统之后改为 ART 运⾏环境），它使得每⼀个 Android 应⽤都能运⾏在独⽴的进程当中，并且拥有⼀个⾃⼰的 Dalvik 虚拟机实例。

相较于 Java 虚拟机，Dalvik 是专门为移动设备定制的，它针对⼿机内存、 CPU 性能有限等情况做了优化处理。

3. 应⽤框架层这⼀层主要提供了构建应⽤程序时可能⽤到的各种 API，Android ⾃带的⼀些核⼼应⽤就是使⽤这些 API 完成的，开发者也可以通过使⽤这些 API 来构建⾃⼰的应⽤程序。

4. 应⽤层所有安装在⼿机上的应⽤程序都是属于这⼀层的，⽐如系统⾃带的联系⼈、短信等程序，或者是你从 Google Play 上下载的⼩游戏，当然还包括你⾃⼰开发的程序。

Android 安全架构及权限控制机制剖析李洋, 信息安全顾问简介：Android 是业界流行的开源移动平台，受到广泛关注并为多个手机制造商作为手机的操作系统平台，因此，研究其安全架构及权限控制机制具有非常的重要性。

本文从Android 层次化安全架构入手，详细地介绍Android 平台的安全架构及其权限控制机制，涵盖Android 应用程序权限申请方法等，并从源代码实现层面来解析该机制。

标记本文！发布日期：2012 年8 月14 日级别：初级Android 层次化安全架构Android 作为一个移动设备的平台，其软件层次结构包括了一个操作系统（OS），中间件（MiddleWare）和应用程序（Application）。

根据Android 的软件框图，其软件层次结构自下而上分为以下几个层次：操作系统层（OS）各种库（Libraries）和Android 运行环境（RunTime）应用程序框架（Application Framework）应用程序（Application）以下分别介绍Andoid 各个层次的软件的重点及其相关技术：（1）操作系统层（OS）Android 使用Linux2.6 作为操作系统，Linux2.6 是一种标准的技术，Linux 也是一个开放的操作系统。

Android 对操作系统的使用包括核心和驱动程序两部分，Android 的Linux 核心为标准的Linux2.6 内核，Android 更多的是需要一些与移动设备相关的驱动程序。

主要的驱动如下所示：显示驱动（Display Driver）：常用基于Linux 的帧缓冲（Frame Buffer）驱动Flash 内存驱动（Flash Memory Driver）照相机驱动（Camera Driver）：常用基于Linux 的v4l（Video for ）驱动。

音频驱动（Audio Driver）：常用基于ALSA（Advanced Linux Sound Architecture，高级Linux 声音体系）驱动WiFi 驱动（Camera Driver）：基于IEEE 802.11 标准的驱动程序键盘驱动（KeyBoard Driver）蓝牙驱动（Bluetooth Driver）Binder IPC 驱动：Andoid 一个特殊的驱动程序，具有单独的设备节点，提供进程间通讯的功能。

信息安全工程师综合知识真题考点：安卓Android系统架构Android是一个开源的移动终端操作系统，共分成Linux内核层、系统运行库层、应用程序框架层和应用程序层四个部分。

●Linux内核层：这一层为Android设备的各种硬件提供了底层的驱动，包括音频驱动、Bindre（IPC）驱动、摄像头驱动、显示驱动、内存驱动、键盘驱动、电源管理、WiFi驱动。

●系统运行库层：Android的系统运行库包含两部分，一个是系统库，另一个是运行时。

Android运行时：核心库、Dalvik虚拟机。

库：FreeType、libc、LibWebCore、媒体框架、OpenGL | ES、SGL、SQLite、SSL、外观管理器。

●应用框架层：这一层主要提供了构建应用程序时可能用到的各种API，如Activity管理器、内容提供器、位置管理器、通知管理器、包管理器、资源管理器、电话管理器、视图系统、窗口管理器。

●应用程序层：所有安装在手机上的应用程序都是这个层，如主屏、浏览器、联系人、电话。

注：详见《信息安全工程师教程》（第2版）544-545页。

考点相关真题
Android 是一个开源的移动终端操作系统，共分成Linux 内核层、系统运行库层、应用程序框架层和应用程序层四个部分。

显示驱动位于（）。

A．Linux内核层
B．系统运行库层
C．应用程序框架层
D．应用程序层
参考答案：A。

android系统架构及四大组件Android系统架构Android系统由5部分组成，分别为：应用程序层、应用程序框架层、函数库、Android运行时和Linux内核层。

Android应用程序层：该层包括android系统的核心应用程序：日历、地图、浏览器、通讯录、Email客户端等，都是用java语言编写。

Android开发人员开发的apk应用程序就是运行在该层上。

应用程序框架：应用程序框架提供了大量的API,这样的架构设计大大方便了开发人员，开发人员可以查阅其接口文档，使用其提供的各类组件。

应用程序可以通过接口在状态栏发布通知，访问位置信息、播放音视频等。

函数库：Android包含一套被不同组件所使用的C/C++库的集合。

一般来说，Android开发者不能调用这些库，但可以通过它上面的应用框架来调用这些函数库。

其核心库包括：系统C库、媒体库、Surface Manager、Lib Web Core、Free Type、SQLite等。

Android 运行时：包括Dalvik虚拟机和Android核心库集两部分。

Java语言核心库可以使用核心库提供的大部分功能。

在Dalvik虚拟机上运行的.dex文件需要通过DX工具生成，首先把编写的Java源文件经过Java编译器生成.class文件，之后使用DX工具生成.dex文件。

每个Android应用程序对应一个Dalvik虚拟机，这样做的好处是，一个应用程序崩溃时不会影响其他应用程序。

Linux内核：Android系统建立在Linux内核之上，例如Android6.0就是基于Linux3.18内核的。

进程管理、内存管理、驱动模型、网络协议栈和安全性等都是基于Linux内核提供的。

Android四大组件Android基本四大组件包括：Activity、Service、BroadcastReceiver、ContentProvider。

Activity组件：Android中最常见的组件就是Activity。

Android安全体系与风险评估的研究分析Android操作系统是目前全球最受欢迎的移动操作系统。

由Google公司开发的Android操作系统在全球范围内使用者超过20亿。

然而，随着虚拟化技术的成熟和便携式设备的普及，Android系统受到了越来越多的安全威胁。

为此，可靠的安全体系和科学的风险评估变得尤为重要。

本文将对Android安全体系和风险评估进行研究分析，并提出相关的解决方案。

一、Android安全体系1. Android 安全模型Android操作系统的安全模型由四个部分组成：Linux内核、Java框架和虚拟机、Android应用框架和应用层。

Linux内核是Android安全模型的核心，它提供了基本的系统资源保护功能，如进程隔离和权限控制等。

Java框架和虚拟机则提供了安全的代码执行环境，通过Sandbox技术实现了应用程序之间的隔离，并且使用Dalvik虚拟机管理和保护应用程序的代码和数据。

Android应用框架则是连接系统层和应用层的桥梁，提供了一系列的API接口和基础服务，包括应用程序启动、管理、通信、存储和定位等。

最后，应用层主要由应用程序组成，通过系统提供的API接口和服务，实现不同的功能需求。

2. Android 安全策略Android系统的安全策略主要涉及身份认证、授权机制、安全沙箱和日志审计等方面。

身份认证是Android系统的第一道安全关卡，它保证了只有经过授权的用户才能使用系统和应用。

Android应用程序采用的是基于数字证书的应用签名机制，只有证书具有相应的权限才可以运行。

授权机制则是Android系统的第二道安全关卡，用于规定不同用户或应用对系统资源的访问权限。

安全沙箱技术通过Dalvik虚拟机隔离技术来限制应用程序的进程和运行空间，从而提供了应用程序之间的安全隔离。

最后，Android系统在日志审计方面也进行了一定程度的优化，以保障应用程序的安全运行。

二、Android风险评估Android应用程序的风险评估主要涉及应用程序的安全性、权限和数据隐私保护方面。

信息系统安全与对抗实践Android安全概述
内容提要
•Android安全概述
•Android分析环境搭建•Android开发基础
•Android开发实例
•Android逆向基础
•Android逆向实例
•Android系统架构-内核层
-抽象硬件层
-原生代码层
-Android运行时
-框架层
-应用层
•Android安全研究领域
•系统安全研究内容
–系统的安全设计与架构：Android系统的一些安全策略，如Android沙
箱机制，权限模型等
–系统层面的漏洞挖掘技术：挖掘系统内核、原生代码层、框架层、高权
限系统应用存在的漏洞。

–漏洞利用技术：绕过系统安全机制利用漏洞、利用多个漏洞组成攻击链。

•应用安全研究内容
-应用知识产权保护：代码混淆、应用加壳等
-应用逆向：逆向分析应用逻辑、通信协议
-应用层漏洞挖掘：挖掘应用中存在的各种漏洞
•游戏安全研究内容
-游戏逆向：分析游戏逻辑
-防逆向分析：模拟器检测、反调试、加壳、资源加密等-外挂制作与外挂检测
•恶意软件识别研究内容
-恶意软件制作
-恶意软件检测
•安全工具开发研究内容
-漏洞扫描工具制作
-逆向分析工具制作
•反编译、调试、渗透、Hook等
学习资源推荐
•学习路线
-非虫的Android安全工程师技能表
-SecWiki中Android安全工程师学习路线
•学习书籍
-第一行代码
-Android软件安全与逆向分析
-Android安全攻防权威指南
-漏洞战争。

Android安全机制分析与解决方案探析安全，是现代社会无法回避的话题。

尤其是当智能手机成为我们生活中不可或缺的一部分时，Android系统的安全机制显得尤为重要。

我们就来深入分析一下Android系统的安全机制，并探讨相应的解决方案。

一、Android安全机制概述Android系统基于Linux内核，具有强大的安全特性。

从底层到上层应用，Android构建了多层次的安全防线，包括：1.Linux内核安全机制：包括进程隔离、文件系统权限控制等。

2.应用沙箱：每个应用都在独立的沙箱中运行，防止应用间的相互干扰。

3.权限控制：应用在安装时声明所需权限，用户可以选择是否授权。

4.应用签名：确保应用来源可靠，防止恶意篡改。

5.系统更新：定期发布安全更新，修复已知漏洞。

二、安全风险分析1.恶意应用：部分应用可能携带恶意代码，窃取用户隐私，甚至破坏系统。

2.系统漏洞：操作系统可能存在漏洞，被黑客利用。

3.应用权限滥用：部分应用可能申请无关权限，侵犯用户隐私。

4.网络攻击：黑客可能通过无线网络攻击Android设备。

5.用户行为：用户不当操作，如恶意、不明来源应用等，可能导致安全风险。

三、解决方案探析1.加强应用审核：应用市场应加强对上架应用的审核，确保应用安全可靠。

2.提升用户安全意识：通过教育、宣传等方式，提高用户的安全意识，避免不当操作。

3.定期更新系统：及时修复已知漏洞，提高系统安全性。

4.优化权限管理：对应用权限进行精细化管理，限制无关权限的申请。

（1）恶意应用检测与防御加强大数据分析：通过收集应用行为数据，分析应用是否存在异常行为，如频繁访问敏感信息、后台运行等。

采用技术：利用机器学习算法，对应用进行自动分类，识别恶意应用。

用户反馈机制：鼓励用户反馈恶意应用，及时处理。

（2）系统漏洞修复与防护针对系统漏洞，我们可以：建立漏洞监测机制：定期检查系统漏洞，发现并及时修复。

采用虚拟机技术：将关键系统组件运行在虚拟机中，提高系统安全性。

Android操作系统及应用程序的安全性研究一、前言随着智能手机的普及，Android操作系统在全球范围内成为最受欢迎的移动操作系统之一。

随着Android用户数量的增加，对其安全性的关注度也越来越高。

针对Android系统和应用程序的安全性成为了热门话题。

本文旨在深入探究Android操作系统和应用程序的安全性问题，从系统层面和应用层面两个方面进行分析，并提出相应的解决方案。

二、Android操作系统的安全性1. Android系统架构Android操作系统采用的是基于Linux内核的架构，其中包含了四个组件：应用层、应用框架层、系统层和Linux内核。

其中，应用层是相对于其他层面而言最容易受到攻击的层级。

应用框架层主要负责管理应用程序、权限以及其他框架服务。

系统层主要包括了系统服务以及一些系统应用程序，其中还包括了包管理、进程管理等系统核心服务模块。

Linux内核层主要负责与底层硬件的交互，包括驱动程序、内存管理等。

2. Android系统的安全机制Android系统的安全机制主要涉及到三方面内容：用户身份验证、应用程序的安全权限控制以及安全沙箱。

Android系统允许用户启用密码、PIN码、手势等多种方式对设备进行身份验证。

此外，Android还支持若干种加密技术，比如说数据加密、SSL加密等。

此外，Android还规定了一系列安全权限规则，只有经过用户授权的应用程序才有权访问用户数据。

安全沙箱技术，这指的是在Android系统中对应用程序进行隔离。

通过这种技术，一个应用程序只能访问自己的数据，而不是其他应用程序的数据，从而保护了用户的数据安全。

3. Android系统安全漏洞然而，Android系统的安全机制并不是万无一失的。

黑客可以利用一些安全漏洞破坏安全机制。

最常见的Android漏洞之一是“Heartbleed”漏洞，通过此漏洞，黑客可以在无需密码验证的情况下轻松地访问设备数据。

为了解决这些问题，Google公司经常推出补丁程序以修复安全漏洞，并不断进行覆盖率检测以保护用户的设备安全。