浩 明

(西安郵電大學(xué) 通信與信息工程學(xué)院， 陜西 西安 710021)

0 引 言

Android是Google公司開發(fā)的基于Linux內(nèi)核的開源手機(jī)操作系統(tǒng)[1]，它已成為當(dāng)前主流的手機(jī)操作系統(tǒng)，Android系統(tǒng)的開源性使其廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)上，這也使得智能手機(jī)得到了迅速普及。

Android系統(tǒng)平臺(tái)包含有基于Linux內(nèi)核的操作系統(tǒng)、虛擬機(jī)、中間件，一些API接口，以及一些必要的應(yīng)用功能[2-3]。Android整體上可以看作是由Linux、C/C++和Java所構(gòu)成的開源軟件系統(tǒng)。

Android 平臺(tái)的設(shè)計(jì)使其具有很強(qiáng)的容錯(cuò)能力。Android 手機(jī)設(shè)備運(yùn)行在Linux 操作系統(tǒng)下，這使得其上運(yùn)行的Android 應(yīng)用程序具有很強(qiáng)的安全性。每一個(gè)Android 應(yīng)用程序均運(yùn)行在不同的進(jìn)程中，這一進(jìn)程對(duì)應(yīng)一個(gè)Dalvik 虛擬機(jī)的實(shí)例?；贘ava 虛擬機(jī)，Dalvik 為移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。Dalvik 虛擬機(jī)具有較小的內(nèi)存占用，而且多個(gè)Dalvik 虛擬機(jī)的實(shí)例在手機(jī)設(shè)備中可以并發(fā)運(yùn)行。Android 應(yīng)用程序?yàn)橥泄艽a，所以，由應(yīng)用程序而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰的可能性很小，這也降低了設(shè)備崩潰的可能性[4-8]。

隨著現(xiàn)在智能手機(jī)的普及, 其功能及存儲(chǔ)容量的增加, 一方面方便了用戶把更多信息放入手機(jī)中,進(jìn)行管理； 另一方面也增加了手機(jī)泄密、手機(jī)隱私被竊、手機(jī)丟失后的信息欺詐的危害程度[9]，手機(jī)一旦丟失將給個(gè)人隱私帶來極壞的后果，威脅到了個(gè)人隱私安全。本文采用后臺(tái)接收系統(tǒng)廣播自動(dòng)監(jiān)聽手機(jī)的技術(shù)，為用戶找回手機(jī)提供了重要的線索，同時(shí)為公安人員破案提供證據(jù)。

1 Android 手機(jī)防盜追蹤機(jī)制

根據(jù)Android 系統(tǒng)的特性和手機(jī)防盜取證功能的需求，首先，當(dāng)手機(jī)用戶首次運(yùn)行本程序時(shí)，需注冊(cè)用戶名和輸入密碼，用戶開啟防盜取證功能，并設(shè)置一個(gè)安全號(hào)碼后，程序?qū)⒈４娈?dāng)前用戶SIM 卡和安全號(hào)碼。之后，該程序?qū)⒚看伪O(jiān)聽手機(jī)開機(jī)啟動(dòng)，通過讀取當(dāng)前手機(jī)用戶SIM 卡碼與保存在數(shù)據(jù)庫中SIM 卡碼是否相同來判斷是否為手機(jī)合法用戶。如果相同，程序開啟后臺(tái)監(jiān)聽服務(wù)；否則，程序?qū)⒁远绦判问桨l(fā)送報(bào)警提示到指定的綁定手機(jī)上。當(dāng)程序監(jiān)聽檢測到合法用戶通過安全號(hào)碼回復(fù)的短信內(nèi)容時(shí)，以廣播機(jī)制為基礎(chǔ)，程序?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)控仍需要一個(gè)傳送指令的途徑[10]，這里我們以短信內(nèi)容來進(jìn)行相應(yīng)功能的選擇，本系統(tǒng)收到短信后通過分析得出相應(yīng)指令，分別執(zhí)行定時(shí)錄音、加密存儲(chǔ)并上傳至郵箱，抓拍照片、加密存儲(chǔ)并上傳至郵箱，獲取最新通話記錄和GPS定位功能。防盜取證流程如圖1所示。

受控手機(jī)開機(jī)后，本系統(tǒng)監(jiān)聽到Android系統(tǒng)發(fā)出的啟動(dòng)廣播時(shí)，手機(jī)號(hào)是SIM 卡的標(biāo)識(shí)[11]。系統(tǒng)啟動(dòng)開機(jī)SIM卡更換判斷，首先判斷SharedPreferences中是否存儲(chǔ)了SIM卡號(hào)，如果為空，則將其保存；非空，用當(dāng)前的SIM卡號(hào)與SharedPreferences中存儲(chǔ)的SIM卡號(hào)比較，若不相等，則向綁定的手機(jī)發(fā)送一條提示信息，通知手機(jī)已更換SIM卡，被通知的手機(jī)就可以得到換卡后的手機(jī)號(hào)碼。開機(jī)SIM卡驗(yàn)證流程圖如圖2所示。

BroadcastReceiver 是消息傳遞、響應(yīng)渠道[12],本系統(tǒng)通過繼承Service類進(jìn)行后臺(tái)監(jiān)聽，通過內(nèi)部類繼承BroadcastReceiver接收系統(tǒng)的短信廣播。Android操作系統(tǒng)在收到短信時(shí)系統(tǒng)會(huì)發(fā)送廣播，此時(shí)所有已注冊(cè)的BroadcastReceiver檢查注冊(cè)時(shí)的IntentFilter(過濾器)，是否與發(fā)送的Intent相匹配，匹配則調(diào)用BroadcastReceiver的onReceiver()方法進(jìn)行處理。在捕獲系統(tǒng)的短信廣播之后，對(duì)短信內(nèi)容進(jìn)行提取，并判斷是否為已設(shè)置的安全密碼，如果匹配成功，將喚醒名為menu的Activity類來自動(dòng)回復(fù)功能菜單，用戶可以通過任何可以收發(fā)短信的手機(jī)接收我們系統(tǒng)發(fā)出的短信菜單，并且對(duì)菜單進(jìn)行相應(yīng)功能的回復(fù)操作，同時(shí)通過對(duì)標(biāo)志位的更改達(dá)到調(diào)用針對(duì)功能菜單序號(hào)監(jiān)聽服務(wù)的目的。

對(duì)圖像信息和聲音信息的加密原理，借助Java自帶的加密開發(fā)包，將文件以輸入輸出流的方式進(jìn)行讀取，然后在讀取文件的同時(shí)對(duì)文件執(zhí)行內(nèi)部加密算法。為了提高執(zhí)行效率，引入IO緩沖區(qū)，實(shí)現(xiàn)每次操縱1 kB大小的數(shù)據(jù)塊。針對(duì)多媒體文件，經(jīng)過計(jì)算分析，提取文件首部的固定長度的數(shù)據(jù)，通過MessageDigest類獲得摘要算法的實(shí)例[13]，指定摘要算法計(jì)算其摘要。同時(shí)將該摘要值轉(zhuǎn)化為整型，將每次讀取的文件流加上該值，將每個(gè)數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)化為密文。這樣，加密完成后的文件已不能正常讀取，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)文件的加密處理。在加密完成之后，將摘要值寫入特定配置文件，作為以后判斷多媒體文件在傳輸過程中是否經(jīng)過篡改的判斷依據(jù)。當(dāng)需要解密的時(shí)，可使用與加密相反的算法，讀取摘要文件，借助摘要數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的解密處理。

2 Android 手機(jī)防盜取證技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

2.1 錄音取證功能的實(shí)現(xiàn)

監(jiān)聽撥打去電的方法是：撥打電話時(shí)，系統(tǒng)將廣播“android.intent.action.NE-W_OUTGOING_CALL” 消 息 ，對(duì)該消息關(guān)聯(lián) Receiver即可截獲到撥打電話事件。相關(guān)的權(quán)限為“android.permission.PROCESS_OUTGOING_CALLS”。

由于錄音時(shí)間較長，所以我們采用另外啟動(dòng)一個(gè)線程來執(zhí)行錄音操作，將錄音后的文件以.amr的格式存儲(chǔ)到/sdcard/下，調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)部的加密算法進(jìn)行加密并產(chǎn)生摘要，將處理后的加密文件和摘要共同以附件的形式發(fā)送到已綁定的郵箱內(nèi)，作為以后取證和解密的備份。

核心代碼如下：

Intent intent = getIntent();

String Number = intent.getStringExtra("Number");

Intent intentDial = new Intent(Intent.ACTION_CALL,Uri.parse("tel:"+Number));

startActivity(intentDial);

2.2 拍照取證功能的實(shí)現(xiàn)

當(dāng)調(diào)用此功能時(shí)，首先初始化相機(jī)，然后調(diào)用照相方法，并判斷是否已有名為MyPhotos的文件夾，若無則創(chuàng)建文件夾，將抓拍的照片存儲(chǔ)到此文件夾中，然后調(diào)用加密算法，進(jìn)行加密處理，并產(chǎn)生摘要，將處理后的加密信息和摘要以附件形式發(fā)送到綁定郵箱內(nèi)。

核心代碼如下：

mSurfaceView=(SurfaceView)findViewById(R.id.camera); mSurfaceView.setOnClickListener(this);

mSurfaceHolder=mSurfaceView.getHolder();

mSurfaceHolder.addCallback(this);

2.3 獲取最新通話記錄的實(shí)現(xiàn)

Android平臺(tái)上的通話記錄是以Content Provider的形式存儲(chǔ)在手機(jī)上的，因此需要使用ContentResolver來查詢通話記錄，返回Cursor對(duì)象。

核心代碼如下：

Final Cursor cursor = cr.query(CallLog.Calls.CONTENT_URI,new String[]

{

CallLog.Calls.NUMBER,

CallLog.Calls.CACHED_NAME,

CallLog.Calls.TYPE,

CallLog.Calls.DATE

},null,null,

CallLog.Calls.DEFAULT_SORT_ORDER);

cursor.getCount();

2.4 GPS定位的實(shí)現(xiàn)

位置服務(wù)又稱定位服務(wù)或基于位置的服務(wù),融合了GPS定位、移動(dòng)通信、導(dǎo)航等多種技術(shù),提供了與空間位置相關(guān)的綜合應(yīng)用服務(wù)。Android平臺(tái)提供了位置服務(wù)的API,在開發(fā)過程中主要用到Location Manager和Location Providers兩個(gè)對(duì)象[14-16]。因此通過調(diào)用系統(tǒng)的Location Manager 來獲取地理位置等相關(guān)信息。調(diào)用GPS需要添加的權(quán)限為。

核心代碼如下：

LocationManager locationManager = (LocationManager)Function05GPSLocation.this.getSystemService(Context.LOCATION_S ERVICE);

locationManager.requestLocationUpdates(LocationManager.GPS_PROVIDER,0,0,new TestLocationListen-er());

3 部分功能測試

3.1 錄音取證功能測試

發(fā)送短信至受控手機(jī)，可以進(jìn)行錄音取證測試。取證內(nèi)容將直接發(fā)送至綁定郵箱當(dāng)中，供取證時(shí)下載使用。郵件顯示內(nèi)容如圖3所示。

圖3 錄音取證功能郵件查看圖

3.2 拍照取證功能測試

發(fā)送短信至受控手機(jī)，進(jìn)行抓拍取證，取證內(nèi)容將直接發(fā)送至綁定郵箱當(dāng)中，供取證時(shí)下載使用。郵件顯示內(nèi)容如圖4所示。

圖4 照片取證功能郵件查詢圖

3.3 獲取最新通話記錄功能測試

發(fā)送短信至受控手機(jī)，進(jìn)行獲取由受控手機(jī)回復(fù)的最新通話記錄信息。同時(shí)將通話記錄上傳至綁定郵箱。獲取通話記錄的測試結(jié)果如圖5所示。

圖5 獲取最新通話記錄功能測試

在郵件中接收的內(nèi)容如圖6所示。

3.4 GPS定位功能測試

發(fā)送短信至受控手機(jī)，可以進(jìn)行GPS位置查詢的測試，收到由受控手機(jī)回復(fù)的當(dāng)前GPS經(jīng)度緯度數(shù)據(jù)。獲取GPS信息如圖7所示。

圖6 郵件接收?qǐng)D

圖7 GPS定位功能測試圖(監(jiān)控端-受控端)

4 結(jié) 語

本文從Android的廣播機(jī)制、開機(jī)對(duì)SIM卡驗(yàn)證，后天監(jiān)聽等多個(gè)角度分析了Android 手機(jī)防盜追蹤機(jī)制，并針對(duì)具體的安全功能給出了詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)過程及核心代碼，本系統(tǒng)為丟失手機(jī)用戶找回手機(jī)提供了重要線索，具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的實(shí)踐意義。

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·名人名言·

沒有實(shí)驗(yàn)，任何新的東西都不能深知。

——培根