android系统怎样实现访问控制策略
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发布时间：2022-04-25 02:39
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时间：2023-10-21 18:49
应用程序认证
认证是防范恶意程序的有效手段之一。在理想状态下，一个应用程序在认证之前必须经过完整的测试与代码审查，确认其权限使用的合理性，这自然对恶意软件起到了有力的防范作用。但是，认证的费用高昂，程序复杂，并不具备广泛的实用性。
选择使用应用程序权限
如果能够在安装阶段，确认某一应用程序仅使用必需的最小权限，也就是遵循最小权限原则，则受到恶意软件攻击的可能性必将大大降低！对于有经验的用户这也许是一种选择，但对于广大的普通用户，恐怕没人懂得如何验证应用程序要求的权限是否合理，在多数情况下用户会直接授予所要求的权限。因此需要开发者在申请或设定权限时，严格遵循最小权限原则。
自动静态分析与代码验证
设计一种自动分析应用程序特性的工具，分析应用程序的功能以及不同应用程序之间的差别，以判断其合法性。
第二类风险是攻击Linux内核与系统库函数的漏洞。目前，针对这种风险，采用更严格的访问控制机制，第6章介绍的*操作系统用户权限的SE Android，是一种实际且有效的选择。最危险的攻击就是利用系统漏洞获取根用户或超级用户权限，进而控制整个系统。SE Android恰好通过控制根用户或超级用户权限实现对安全性的增强，即使攻击者获取了根用户权限，但可能的危害范围不至于无限扩大。但是，某些系统命令由于正常使用的需要，可能无法完全禁用，攻击者如果恰好获得该类命令的使用权，则SE Android的功能就十分有限了。
第三类风险是破坏私有数据的可用性、数据隐私性以及完好性。可以采取以下策略进行防范。
登录
使用登录用户口令解锁移动设备的某些功能，以防止安全威胁。这是一种常见的有效方式，尤其是用于保护隐私数据信息。但是，当设备遗失时，如果尚未使用口令解锁设备，则保护作用存在；如果解锁之后才遗失设备，则口令保护完全无效。
防火墙
防火墙可以保障用户私有信息不会经由网络连接被泄露。通常，对网络连接传输的内容使用无状态或有状态的分析，可以发现是否有私密信息正被泄露，因此可以切断传输线路。由于防火墙工作在操作系统内核中，因此无法直接为外部攻击所侵害。同时防火墙可以与SE Android提供的访问控制机制协同工作，提供更高级别的保护。但是，恶意软件并非只能通过网络接口泄露隐私信息。比如，通过短信/彩信的发送，防火墙就无作用了。
数据加密
数据加密是保护隐私数据的最佳手段。由于只有信息所有者才有密钥，因此即使设备失窃，隐私信息的安全仍然得到保障。
上下文敏感的访问控制（CAAC，Context Aware Access Control）
CAAC可以根据设备使用的内部与周边环境决定访问权限，比如设备使用的地点、所登录的移动网络、是否连接Wi-Fi等。但是，如果攻击恰好发生在允许访问的环境下，则此类方式无效。
远程管理
从安全角度，远程管理能力是必须严格*使用的。但是，与防火墙、CAAC机制相结合，远程管理实际可以提升安全性。例如，设备遗失后，可以通过远程管理机制开启防护机制，保护数据安全。即使在日常使用中，远程管理也可能发现肆虐移动网络的蠕虫，通过启动防火墙等机制*蠕虫的活动。但是，所有的远程管理都需要在受到攻击的过程中，或受到攻击之前有人为参与，而且需要耗费设备的资源，以及远程管理的人力资源等，费用不菲。
第四类风险是耗尽系统资源，可以采取如下的防范手段。
资源管理
系统资源管理的安全方案可以进一步降低耗尽系统资源类风险的危害。其机制是公平分配每个应用程序所需的系统资源。当然，可以根据应用程序的重要性与对资源的需求情况加以分配。比如，电话应用程序非常重要，因此需要得到更多的CPU时间。如果CPU时间、存储空间限额、网络与磁盘输入输出限流，则“拒绝服务”类型的攻击可被避免。但是，高效实现此类机制仍然十分困难，因此应用较少。
入侵检测/防护系统
基于宿主（host）的入侵检测系统可以通过资源使用的异常情况，检测各种耗尽电池、内存与CPU时间的恶意软件。但是，高级的恶意软件通常伪装为正常软件，不易检测。
第五类风险是入侵专用网络连接。建议采用如下的防范策略。
虚拟专网（VPN）
虚拟专网使用成熟的信息认证码与加密，保护通信的安全，可以防止针对网络的攻击。
远程管理
一个集中式的远程管理中心可以增强安全保护能力，但远程管理中心的人为因素可能成为另类的安全隐患。
上下文敏感的访问控制（CAAC）
在内网或虚拟专网的环境下，结合CAAC的机制，可以更好地保护数据安全。比如，当检测到*环境时，适时启动数据传输加密机制等。
以上均为宏观上采取的防范策略，就实施细节而言，重要的是开发者需具备基本的安全意识，充分认识到安全性也是软件开发周期的一个重要环节，编写安全的代码是开发者所必须具备的一项职业技能。虽然不可能确保所编写的代码100%安全，但也要尽可能地使用户对Android系统和应用程序放心。
具体而言，无论是系统工程师还是应用工程师，在Android平台上致力于实现功能的同时，应更深入地理解所编写的应用程序将如何与Android系统或其他应用程序安全地交互；如何安全地存储数据到SQLite；如何保护用户数据尤其是敏感数据的安全，避免恶意软件的攻击；如何处理有限的内存、电池电量；如何充分理解权限机制，使用户清楚应用程序需要哪些权限。所有的这些都是开发流程中必不可少的部分。
本文节选自《Android安全机制解析与应用实践》一书。
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时间：2023-10-21 18:49
应用程序认证
认证是防范恶意程序的有效手段之一。在理想状态下，一个应用程序在认证之前必须经过完整的测试与代码审查，确认其权限使用的合理性，这自然对恶意软件起到了有力的防范作用。但是，认证的费用高昂，程序复杂，并不具备广泛的实用性。
选择使用应用程序权限
如果能够在安装阶段，确认某一应用程序仅使用必需的最小权限，也就是遵循最小权限原则，则受到恶意软件攻击的可能性必将大大降低！对于有经验的用户这也许是一种选择，但对于广大的普通用户，恐怕没人懂得如何验证应用程序要求的权限是否合理，在多数情况下用户会直接授予所要求的权限。因此需要开发者在申请或设定权限时，严格遵循最小权限原则。
自动静态分析与代码验证
设计一种自动分析应用程序特性的工具，分析应用程序的功能以及不同应用程序之间的差别，以判断其合法性。
第二类风险是攻击Linux内核与系统库函数的漏洞。目前，针对这种风险，采用更严格的访问控制机制，第6章介绍的*操作系统用户权限的SE Android，是一种实际且有效的选择。最危险的攻击就是利用系统漏洞获取根用户或超级用户权限，进而控制整个系统。SE Android恰好通过控制根用户或超级用户权限实现对安全性的增强，即使攻击者获取了根用户权限，但可能的危害范围不至于无限扩大。但是，某些系统命令由于正常使用的需要，可能无法完全禁用，攻击者如果恰好获得该类命令的使用权，则SE Android的功能就十分有限了。
第三类风险是破坏私有数据的可用性、数据隐私性以及完好性。可以采取以下策略进行防范。
登录
使用登录用户口令解锁移动设备的某些功能，以防止安全威胁。这是一种常见的有效方式，尤其是用于保护隐私数据信息。但是，当设备遗失时，如果尚未使用口令解锁设备，则保护作用存在；如果解锁之后才遗失设备，则口令保护完全无效。
防火墙
防火墙可以保障用户私有信息不会经由网络连接被泄露。通常，对网络连接传输的内容使用无状态或有状态的分析，可以发现是否有私密信息正被泄露，因此可以切断传输线路。由于防火墙工作在操作系统内核中，因此无法直接为外部攻击所侵害。同时防火墙可以与SE Android提供的访问控制机制协同工作，提供更高级别的保护。但是，恶意软件并非只能通过网络接口泄露隐私信息。比如，通过短信/彩信的发送，防火墙就无作用了。
数据加密
数据加密是保护隐私数据的最佳手段。由于只有信息所有者才有密钥，因此即使设备失窃，隐私信息的安全仍然得到保障。
上下文敏感的访问控制（CAAC，Context Aware Access Control）
CAAC可以根据设备使用的内部与周边环境决定访问权限，比如设备使用的地点、所登录的移动网络、是否连接Wi-Fi等。但是，如果攻击恰好发生在允许访问的环境下，则此类方式无效。
远程管理
从安全角度，远程管理能力是必须严格*使用的。但是，与防火墙、CAAC机制相结合，远程管理实际可以提升安全性。例如，设备遗失后，可以通过远程管理机制开启防护机制，保护数据安全。即使在日常使用中，远程管理也可能发现肆虐移动网络的蠕虫，通过启动防火墙等机制*蠕虫的活动。但是，所有的远程管理都需要在受到攻击的过程中，或受到攻击之前有人为参与，而且需要耗费设备的资源，以及远程管理的人力资源等，费用不菲。
第四类风险是耗尽系统资源，可以采取如下的防范手段。
资源管理
系统资源管理的安全方案可以进一步降低耗尽系统资源类风险的危害。其机制是公平分配每个应用程序所需的系统资源。当然，可以根据应用程序的重要性与对资源的需求情况加以分配。比如，电话应用程序非常重要，因此需要得到更多的CPU时间。如果CPU时间、存储空间限额、网络与磁盘输入输出限流，则“拒绝服务”类型的攻击可被避免。但是，高效实现此类机制仍然十分困难，因此应用较少。
入侵检测/防护系统
基于宿主（host）的入侵检测系统可以通过资源使用的异常情况，检测各种耗尽电池、内存与CPU时间的恶意软件。但是，高级的恶意软件通常伪装为正常软件，不易检测。
第五类风险是入侵专用网络连接。建议采用如下的防范策略。
虚拟专网（VPN）
虚拟专网使用成熟的信息认证码与加密，保护通信的安全，可以防止针对网络的攻击。
远程管理
一个集中式的远程管理中心可以增强安全保护能力，但远程管理中心的人为因素可能成为另类的安全隐患。
上下文敏感的访问控制（CAAC）
在内网或虚拟专网的环境下，结合CAAC的机制，可以更好地保护数据安全。比如，当检测到*环境时，适时启动数据传输加密机制等。
以上均为宏观上采取的防范策略，就实施细节而言，重要的是开发者需具备基本的安全意识，充分认识到安全性也是软件开发周期的一个重要环节，编写安全的代码是开发者所必须具备的一项职业技能。虽然不可能确保所编写的代码100%安全，但也要尽可能地使用户对Android系统和应用程序放心。
具体而言，无论是系统工程师还是应用工程师，在Android平台上致力于实现功能的同时，应更深入地理解所编写的应用程序将如何与Android系统或其他应用程序安全地交互；如何安全地存储数据到SQLite；如何保护用户数据尤其是敏感数据的安全，避免恶意软件的攻击；如何处理有限的内存、电池电量；如何充分理解权限机制，使用户清楚应用程序需要哪些权限。所有的这些都是开发流程中必不可少的部分。
本文节选自《Android安全机制解析与应用实践》一书。
