安卓操作系统安全性设计方案

摘要

　　随着时代的发展，手机无论是在工作或者生活或者是学习上都得到了很大的应用，尤其是智能手机。通过手机，掌握国内外最新新闻动态、记录你的旅行足迹、保存你珍贵的记忆、体会虚拟的游戏世界带来的快乐、替代传统的购物方式等等。智能手机的推广普及，已经彻底改变并颠覆了我们的学习、工作、生活的方式。移动互联狂潮正在向我们袭来，随即而来的是全新的机遇和更大的挑战。

　　享受着智能手机给我们带来全新时代的同时，隐藏在背后的问题日趋严重并逐渐暴露。我们赋予在手机上的东西越来越丰富了，照片、视频、语音的存放，敏感聊天信息的存储，甚至是基金的管理账号或者是基金的存放，这就非常考验手机系统和应用本来的安全性了。

　　本文就着重在手机安全性方面提供一个安全的可靠的高效的设计方案。主要功能包括手机定位、黑名单过滤、流氓软件检测、数据加密存储、声纹识别等。相关技术主要包括利用网路、GPS 定位及地址反编译和对称加密算法以及声纹识别中的特整提取、高斯建模等。

　　关键字：智能手机；手机安全；声纹识别

ABSTRACT

　　Along with the development of the era, mobile phone, whether in work or life or study received a lot of application, especially the smart phones.Through mobile phones, to master the latest news at home and abroad, keep track of your travel footprint, save your precious memory, experience of virtual game world, instead of traditional way of shopping and so on.Smartphones and the popularization, has completely change and overturned our study, work, and the way of life.Mobile Internet boom is coming to us, then came the new opportunities and bigger challenges.

　　Enjoy a smartphone brings us new era at the same time, the problems hidden behind the growing and gradually exposed.We give something on a mobile phone is becoming more and more rich, the storage of photo, video, voice, chat sensitive information is stored, even is the fund's management account or fund deposit, it is very tough phone system and application security.

　　In this paper, the emphasis on mobile security to provide a safe and reliable and efficient design.Main functions include mobile phone positioning, blacklist filter, malware detection, data encryption storage, voiceprint recognition, etc.Relevant technology mainly includes the advantage of the Internet, GPS and address decompiled and symmetric encryption algorithm and voiceprint recognition of the whole extraction and gaussian modeling, etc.

　　Key Words: Smartphone; Mobile Security; Voiceprint Recognition

　　由美国人发明的第一台计算机到至今，已经过去了 71 年，从无系统到现在的 Wind10,可以看出 PC 端的互联网已经处于了日渐饱和状态，随即出现了新时代产品---智能手机。追溯到 2001 年，爱立信生产出世界上首款智能机---R380sc，搭配着首个智能系统--塞班系统。随后，我们看到了庞大的诺基亚塞班帝国。

　　在 2007 年，苹果推出了由史蒂夫·乔布斯 史蒂夫·沃兹斯 罗·韦恩设计第一代苹果手机。精致简洁的外观设计打破了传统的边边框框设计，不再是传统的小屏幕加上丑陋的按键设计，而是一块 3.5 英寸的显示屏加上一个简约的圆形物理按键，再加上流畅的由苹果公司研发的 IOS 系统立即获得了广大用户的喜爱。而这款精致的艺术品的出现正式引领了智能手机市场狂潮的全面爆发。

　　2008 年，google 研发出搭配自己系统的手机，即现在的 Android。一个绿色的机器人标志替代了庞大诺基亚塞班王朝。与苹果相比，谷歌将 Android 系统开源了，这导致了许多软件开发商、手机制造商、电信运营商进军 Android 市场。

　　就在这种情形下，苹果和谷歌正在快速的、高效的全面发展。2015 年 10 月 1 日，不管是对于运行商还是手机用户来说，都具有重要意义。三大基础运行商，电信、移动、联通实行了“流量不清零”政策。但是，有些用户却反应，他们的流量用得更快了[1],[2]，费用反而更高了。这其中一部分原因可能是电商的违规操作，但是还有一个重要可能就是流氓软件的侵蚀。

　　2014 年震惊全球的好莱坞女星艳照门事件给了智能手机用户敲响了警钟，手机安全问题得到了用户的高度重视。虽然这是发生在 IOS 系统上的，但是，论机制而言，IOS 系统在安全性上比 Android 系统更加完善，更加有效。所以，Android 系统面临的问题更加严峻。

　　就国内安全市场而言，奇虎 360 和腾讯的安全管家在手机安全方面做得最为出色，解决大部分安全问题，但美中不足---缺少生物识别技术的引用，没有很好的解决手机的安全性问题同时也没体现出手机的便捷性[3]。

　　目前 Android 系统[4]在安全方面的问题也包括盗版应用和恶意软件。应用大量被仿造，导致运行商利益受损，打击了开发者的积极性。山寨应用中植入恶意广告插件，通过广告弹出谋取利益；重者将 Android 木马植入其中从而对用户移动终端进行远程控制，这将给用户带来了时间上、经济上的损失。根据垃圾短信和骚扰电话的调查表明，被调查者中有明确表示收到垃圾短信和骚扰电话的占据了 99%以上。

　　本课题通过调查结合用户实际使用中的需求以及建议，根据用户人群在功能需求人数上占的比重，按照软件开发设计的流程，针对性的设计出几大功能模块，其中包括用户最为关心的手机防盗功能、短信拦截，电话拦截，隐私保护，引入了声纹识别技术[5-8]。利用声纹，可作为保险箱钥匙[9-11]。

安卓操作系统安全性设计方案：

主界面功能图

目 录

　　第 1 章 引言
　　　　1.1 研究背景
　　　　1.2 研究现状
　　　　1.3 课题意义
　　　　1.4 主要工作和论文结构
　　第 2 章 相关技术背景
　　　　2.1 手机防盗技术介绍
　　　　　　2.1.1 基站定位
　　　　　　2.1.2 GPS 定位
　　　　　　2.1.3 WiFi 定位
　　　　2.2 流氓软件检测技术介绍
　　　　　　2.2.1 流氓软件
　　　　　　2.2.2 MD5 介绍
　　　　2.3 AES 加密介绍
　　　　2.4 声纹识别技术介绍
　　　　　　2.4.1 声纹识别
　　　　　　2.4.2 文本
　　　　　　2.4.3 声纹识别实现
　　　　2.5 本章小结
　　第 3 章 关键技术研究
　　　　3.1 AES 算法研究
　　　　　　3.1.1 有限域 GF(2^8
　　　　　　3.1.2 字节替换变换
　　　　　　3.1.3 行位移变换
　　　　　　3.1.4 列混淆变换
　　　　　　3.1.5 密钥扩展算法
　　　　3.2 梅尔频率倒谱系数
　　　　　　3.2.1 预加重
　　　　　　3.2.2 加窗
　　　　　　3.2.3 快速傅氏变换
　　　　　　3.2.4 Mel 滤波器组
　　　　　　3.2.5 对数运算、DCT
　　　　3.3 高斯混合模型
　　　　　　3.3.1 GMM 建模
　　　　　　3.3.2 GMM 思想
　　　　　　3.3.3 EM 介绍
　　　　　　3.3.4 模式匹配
　　　　3.4 本章小结
　　第 4 章 Android 关键技术研究
　　　　4.1 Android 事件分发机制
　　　　　　4.1.1 View 事件分发机制
　　　　　　4.1.2 ViewGroup 事件分发机制
　　　　4.2 本章小结
　　第 5 章 系统的设计与实现
　　　　5.1 开发环境介绍
　　　　5.1.1 开发环境及其工具介绍
　　　　　　5.1.2 SQLite 介绍
　　　　5.2 系统的功能设计
　　　　5.3 系统功能实现
　　　　　　5.3.1 欢迎界面
　　　　　　5.3.2 主界面
　　　　　　5.3.3 安全箱
　　　　　　5.3.4 防盗模块
　　　　　　5.3.5 流氓软件检测模块
　　　　　　5.3.6 黑名单模块
　　　　　　5.3.7 设置模块
　　　　5.4 本章小结
　　第 6 章 总结与展望
　　　　6.1 全文总结
　　　　6.2 进一步工作的方向
　　致 谢
　　参考文献

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