孫少華，孫曉東，李 衛(wèi)

（國網(wǎng)青海省電力公司信息通信公司 青海 西寧 810008）

基于Android系統(tǒng)流量監(jiān)控的安全軟件設(shè)計(jì)與研究

孫少華，孫曉東，李 衛(wèi)

（國網(wǎng)青海省電力公司信息通信公司 青海 西寧 810008）

對(duì)于當(dāng)前信息技術(shù)的發(fā)展，Android系統(tǒng)的應(yīng)用群體越來越廣泛，基于Android系統(tǒng)流量監(jiān)控方面，優(yōu)化設(shè)計(jì)其安全軟件，發(fā)揮積極影響；通過分析軟件設(shè)計(jì)需求，結(jié)合andriod系統(tǒng)流量監(jiān)控平臺(tái)，通過實(shí)時(shí)連續(xù)地采集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以確?？梢栽O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)該安全軟件。結(jié)果證實(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于Android系統(tǒng)流量監(jiān)控的安全軟件，不僅可以有效發(fā)揮系統(tǒng)流量監(jiān)控作用，也可以提升軟件安全性，提升26.0%，發(fā)揮積極設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)效益。結(jié)論表明，優(yōu)化設(shè)計(jì)基于Android系統(tǒng)流量監(jiān)控的安全軟件，不僅可以提升軟件安全性能，也發(fā)揮積極應(yīng)用價(jià)值，可在實(shí)踐中推廣應(yīng)用該軟件設(shè)計(jì)方案。

流量監(jiān)控；Android；安全軟件；設(shè)計(jì)

Android系統(tǒng)在實(shí)際中，屬于一種具備開源模式的應(yīng)用系統(tǒng)，不僅在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮重要作用，同時(shí)也占領(lǐng)當(dāng)前大部分用戶手機(jī)的應(yīng)用市場(chǎng)[1]。在 Android系統(tǒng)中，可以結(jié)合當(dāng)代的信息化網(wǎng)絡(luò)，面向網(wǎng)絡(luò)為用戶提供相關(guān)系統(tǒng)服務(wù)；也可以基于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，使用戶可以有選擇的應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)[2]。不僅可以應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，也可以應(yīng)用電信、聯(lián)通、3G、WI-FI無線網(wǎng)絡(luò)，保障用戶應(yīng)用該系統(tǒng)的需求[3-7]。然而，在實(shí)際應(yīng)用 Android系統(tǒng)的同時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)新的問題，不僅有流量被盜取的問題，也有系統(tǒng)流量超標(biāo)，亂扣網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用的問題，也包括用戶信息被泄密的問題，極大影響Android系統(tǒng)的應(yīng)用安全[8-12]。在當(dāng)前的 Android系統(tǒng)應(yīng)用中，不具備流淚監(jiān)控及安全防護(hù)方面的有效措施，以至于用戶的安全軟件不具實(shí)效，產(chǎn)生消極影響。對(duì)此，亟待優(yōu)化設(shè)計(jì)基于Android系統(tǒng)流量監(jiān)控的安全軟件，發(fā)揮積極影響。

1 軟件設(shè)計(jì)需求分析

基于當(dāng)前時(shí)代的發(fā)展，優(yōu)化設(shè)計(jì)出基于 Android系統(tǒng)流量監(jiān)控的安全軟件，應(yīng)該確保設(shè)計(jì)的軟件可以滿足實(shí)用性需求，通過運(yùn)行該軟件，可以對(duì)Android系統(tǒng)的運(yùn)行流量進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，這樣就可以定期監(jiān)測(cè) Android系統(tǒng)的流量使用情況，保障Android系統(tǒng)流量不被濫用，保障Android系統(tǒng)流量監(jiān)控安全軟件發(fā)揮設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)價(jià)值。設(shè)計(jì)開發(fā)Android系統(tǒng)流量監(jiān)控的安全防護(hù)軟件，保障軟件用戶可以運(yùn)用該軟件，獲取Android系統(tǒng)的流量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，以便用戶可以合理設(shè)置系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)成分，分析流量數(shù)據(jù)信息，保障 Android系統(tǒng)流量使用安全[13]。在設(shè)計(jì)基于 Android系統(tǒng)流量監(jiān)控的安全軟件之中，可以確保軟件滿足底層流量監(jiān)控需求，減少系統(tǒng)流量損失，使軟件用戶可以明確知道流量被消耗了多少，使用戶可以根據(jù)流量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)計(jì)算流量費(fèi)用，合理配置流量使用情況，合理制定流量使用方案，避免Android系統(tǒng)流量濫用。設(shè)計(jì)的Android系統(tǒng)流量監(jiān)控安全軟件，也應(yīng)該可以告知軟件用戶流量使用的總體監(jiān)控趨勢(shì)，解析 Android系統(tǒng)監(jiān)控流量數(shù)據(jù)包的信息，盡量捕獲更多的數(shù)據(jù)包，挖掘有用的流量監(jiān)測(cè)信息，分析數(shù)據(jù)包的信息，避免用戶信息泄密，避免流量過來流失，避免因流量監(jiān)控不利致使系統(tǒng)的使用成本提升，維護(hù)軟件用戶信息安全[14]。優(yōu)化設(shè)計(jì)Android系統(tǒng)流量監(jiān)控安全軟件，使軟件可以監(jiān)控Android系統(tǒng)的流量使用情況，就是應(yīng)該監(jiān)控Android系統(tǒng)的流量使用情況，可以為軟件用戶提供流量監(jiān)視交互界面，使系統(tǒng)具備很高的用戶交互體驗(yàn)，讓用戶運(yùn)用該安全軟件，就能夠及時(shí)的提醒軟件用戶可以關(guān)注 Android系統(tǒng)的流量使用情況，確保Android系統(tǒng)用戶能透明消費(fèi)流量[15]，強(qiáng)化發(fā)揮系統(tǒng)流量監(jiān)控作用，防護(hù)系統(tǒng)軟件安全，避免因故障產(chǎn)生流量損失，使本次設(shè)計(jì)的軟件符合實(shí)際需求。監(jiān)視結(jié)果輸出有實(shí)時(shí)流量圖，列表等顯示。同時(shí)，設(shè)計(jì)的Android系統(tǒng)流量監(jiān)控的安全軟件，也應(yīng)該確保軟件符合用戶使用需求，提升軟件在用戶群體中的可用性。在設(shè)計(jì)安全軟件中，提升系統(tǒng)的流量監(jiān)控能力，提升系統(tǒng)的續(xù)航能力，延長 Android系統(tǒng)的使用時(shí)間，強(qiáng)化系統(tǒng)流量監(jiān)控，保障系統(tǒng)安全運(yùn)行，提升安全軟件設(shè)計(jì)質(zhì)量，積極提高 Android系統(tǒng)的應(yīng)用性能，減少系統(tǒng)流量損耗，提升系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值。

2 設(shè)計(jì)開發(fā)基于Android系統(tǒng)流量監(jiān)控的安全軟件

2.1 軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于本次設(shè)計(jì)基于Android系統(tǒng)流量監(jiān)控的安全軟件中，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1中所示。

圖1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

在基于Android系統(tǒng)流量監(jiān)控安全軟件設(shè)計(jì)中，確保系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)符合用戶的需求。

2.2 軟件功能設(shè)計(jì)

通過基于Android系統(tǒng)流量監(jiān)控的安全軟件，有效確保人們能過應(yīng)用該系統(tǒng)，即時(shí)了解到 Android系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的信息，有效提取出數(shù)據(jù)包程序中的有效信息，例如系統(tǒng)中的協(xié)議信息、源地址、目的地址端口以及數(shù)據(jù)包長度等信息，可以通過這些信息，從而有效的監(jiān)控系統(tǒng)流量，認(rèn)知 Android系統(tǒng)中的流量使用情況。因此，在設(shè)計(jì)開發(fā) Android系統(tǒng)流量監(jiān)控安全軟件中，運(yùn)用java語言聯(lián)合C語言程序，從流量數(shù)據(jù)采集、流量統(tǒng)計(jì)以及流量繪制這3個(gè)模塊，確保這些模塊可以有效滿足安全軟件的使用功能。本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的功能如圖2中所示。

圖2 系統(tǒng)的功能圖

數(shù)據(jù)采集的功能：在 Android系統(tǒng)流量監(jiān)控安全軟件設(shè)計(jì)中，可以應(yīng)用指紋識(shí)別分類設(shè)備，基于Droid驅(qū)動(dòng)以及指紋識(shí)別設(shè)備，將其安裝到 Android系統(tǒng)中，這樣可以避免非法用戶登陸到安全軟件中。同樣，在軟件設(shè)計(jì)中，可以結(jié)合Android系統(tǒng)流量監(jiān)控，及時(shí)獲取采集系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行捕獲，有效采集流量監(jiān)控方面的數(shù)據(jù)信息。

信息統(tǒng)計(jì)的功能：在設(shè)計(jì)的安全軟件中，保障將監(jiān)控流量信息及時(shí)存儲(chǔ)起來，并統(tǒng)計(jì)挖掘這些信息，通過應(yīng)用iptables以及軟件管理的相關(guān)模塊，接受用戶輸入軟件的流量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)流量監(jiān)控的需求，也可以及時(shí)統(tǒng)計(jì)相關(guān) Android系統(tǒng)流量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的有效信息，管理系統(tǒng)信息，避免系統(tǒng)流量監(jiān)控失誤。

流顯示圖繪制的功能：在本次安全軟件設(shè)計(jì)中，基于Android系統(tǒng)流量監(jiān)控技術(shù)，可以為用戶提供可視化的流量監(jiān)控畫面，以圖標(biāo)、數(shù)據(jù)模式展現(xiàn)給軟件用戶?；O(shè)計(jì)Android系統(tǒng)流量監(jiān)控安全軟件，將來自軟件底層的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息，可以將獲取的統(tǒng)計(jì)信息繪制出相關(guān)的圖示，這樣就能及時(shí)獲得 Android系統(tǒng)的流量監(jiān)控信息，記錄 Android系統(tǒng)的流量使用情況，保障設(shè)計(jì)的安全軟件符合實(shí)際情況。

2.3 流量統(tǒng)計(jì)算法

在實(shí)際中，Android系統(tǒng)是一個(gè)事務(wù)型與實(shí)體型相互通過互聯(lián)網(wǎng)連接的軟件，其中事務(wù)將會(huì)先于實(shí)體，能夠通過云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等一系列技術(shù)，給人們帶來更高端的系統(tǒng)應(yīng)用體驗(yàn)。對(duì)于傳統(tǒng) Android系統(tǒng)流量統(tǒng)計(jì)中，多少通過將實(shí)體的邏輯消息組成事務(wù)，只有通過win平臺(tái)，才可以監(jiān)控流量信息，通過實(shí)體主導(dǎo)的傳輸活動(dòng)，來告訴系統(tǒng)的流量活動(dòng)情況。相對(duì)應(yīng) Android系統(tǒng)之中，其監(jiān)控流量的統(tǒng)計(jì)方面，主要的是通過activity，結(jié)合系統(tǒng)文件信息，聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)相關(guān)算法，統(tǒng)計(jì)得出整個(gè) Android系統(tǒng)的流量使用情況。在本次設(shè)計(jì)的 Android系統(tǒng)流量監(jiān)控安全軟件之中，根據(jù)流量使用進(jìn)程uid，選取uid文件之中的tcp-rcv以及tcp-snd數(shù)據(jù)項(xiàng)信息，根據(jù)流量數(shù)據(jù)項(xiàng)的命名就得知流量的大體情況，可以知道流量的接受字體、發(fā)送字體信息。在設(shè)計(jì)安全軟件中，要想更加及時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)控 Android系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)中的流量使用情況，其實(shí)際的 Android系統(tǒng)流量監(jiān)控方法，包含以下兩種方法：

第一個(gè)流量監(jiān)控方法，就是抓包監(jiān)測(cè)流量使用情況，應(yīng)用該方法獲取的 Android系統(tǒng)流量使用數(shù)據(jù)更為精確；具體實(shí)踐就是能過應(yīng)用第三方抓包工具，結(jié)合Android系統(tǒng)流量監(jiān)控安全軟件實(shí)際需求，優(yōu)化設(shè)計(jì)開發(fā)軟件的流量監(jiān)控算法。然而，由于實(shí)際中應(yīng)用該方法涉及的成本較高，設(shè)計(jì)的難度也很大，故而本次安全軟件設(shè)計(jì)中運(yùn)用第二種方法。

第二種流量監(jiān)控的方法，就是通過及時(shí)讀取Linux的本地文件信息，監(jiān)控流量使用實(shí)況，監(jiān)控系統(tǒng)流量使用安全。實(shí)踐中，由于Android系統(tǒng)的流量信息是被存儲(chǔ)在linux的相關(guān)內(nèi)核文件夾/proc/self/ net/dev中，因此設(shè)計(jì)安全軟件方面，設(shè)置一個(gè)數(shù)據(jù)采集程序，在 Android系統(tǒng)運(yùn)行全程可以時(shí)時(shí)密切監(jiān)測(cè)采集 linux的文件信息，以確保獲取精準(zhǔn)的Android系統(tǒng)流量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，保障安全軟件設(shè)計(jì)落到實(shí)效。

2.4 系統(tǒng)代碼實(shí)現(xiàn)

圖形繪制部分代碼如下所示：

系統(tǒng)交互界面如圖3所示。

圖3 交互界面

流量顯示部分代碼：

3 軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)效益分析

本次設(shè)計(jì)基本完成了基于android系統(tǒng)流量監(jiān)控的安全軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)自己手機(jī)的實(shí)時(shí)流量監(jiān)控，數(shù)據(jù)基本可靠，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的Android系統(tǒng)流量監(jiān)控安全軟件設(shè)計(jì)之中，優(yōu)化設(shè)計(jì)基于流量監(jiān)控的模塊，可以有效及時(shí)的監(jiān)控 Android系統(tǒng)流量使用情況，能夠積極幫助安全軟件用戶監(jiān)視Android系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的流量使用情況，而且在實(shí)際聯(lián)網(wǎng)使用過程之中，也可以限制某些網(wǎng)絡(luò)功能，避免Android系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)造成流量損失，發(fā)揮積極的應(yīng)用效益。為驗(yàn)證本次安全軟件設(shè)計(jì)實(shí)效，Android系統(tǒng)流量監(jiān)控安全軟件的實(shí)際使用效果進(jìn)行驗(yàn)證分析，對(duì)其進(jìn)行相關(guān)監(jiān)控流量的實(shí)驗(yàn)，以測(cè)試系統(tǒng)的使用情況。在測(cè)試中，首先能夠確定好安全軟件的流量監(jiān)控環(huán)境，然后就可以通過各種 Android系統(tǒng)流量使用案例進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)控驗(yàn)證，根據(jù)得出的測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析，得出流量監(jiān)控測(cè)試效果圖。最后，通過分析研究證實(shí)，本次設(shè)計(jì)的安全軟件，對(duì)其測(cè)試結(jié)果以及預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析比較，得到較為滿意的軟件使用效果。測(cè)試應(yīng)用 Android系統(tǒng)流量監(jiān)控的安全軟件，不僅能夠在任意網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下發(fā)揮流量監(jiān)控功能，也可以根據(jù)用戶的需求，及時(shí)開啟、關(guān)閉軟件的流量監(jiān)控功能。并且，對(duì)于設(shè)計(jì)的軟件，在聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，其安全軟件的用戶交互主界面之中，也包含許多的流量監(jiān)控相關(guān)信息，例如統(tǒng)計(jì)本月流量、當(dāng)月流量顯示、當(dāng)前流量等信息，得到的流量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，也和預(yù)期結(jié)果相同。本次設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于Android系統(tǒng)流量監(jiān)控的安全軟件，不僅可以有效發(fā)揮系統(tǒng)流量監(jiān)控作用，也可以提升軟件安全性，提升26.0%，發(fā)揮積極設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)效益。

4 結(jié) 論

綜上所述，優(yōu)化設(shè)計(jì)基于Android系統(tǒng)流量監(jiān)控的安全軟件，不僅可以提升軟件安全性能，也發(fā)揮積極應(yīng)用價(jià)值，可在實(shí)踐中推廣應(yīng)用該軟件設(shè)計(jì)方案。

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Design and research of security software based on Android system flow monitoring

SUN Shao-hua，SUN Xiao-dong，LI Wei
（State Grid Qinghai Electric Power Company Information And Communication Company，Xining 810008，China）

for the current information technology development，Android system used more and more widely，based on Android system traffic monitoring，optimization design of its security software，playing a positive role.Through the analysis of the demand for software design，combined with the Andriod system flow monitoring platform，through real-time continuous acquisition of network data and the statistical and to ensure that can be designed to achieve the security software.The results confirm that design and implementation security software based on Android system，traffic monitoring，not only can effectively play the role of flow monitoring system，can also enhance the security of the software，improve 26.0%，play an active design and realize the benefit.The conclusion shows that the optimization design based on Android system flow monitoring of security software，not only can improve the software safety performance，but also play a positive application value，can be used in practice to promote the application of the software design.

traffic control；Android；security software；design

TN99

A

1674-6236（2017）09-0065-04

2016-06-22稿件編號(hào)：201606165

國家電網(wǎng)科技基金（7128141500AK）

孫少華（1986—），男，河南漯河人，工程師。研究方向:電力通信網(wǎng)。