Android应用软件防篡改保护方法研究与实现

发布时间：2017-05-13 04:02

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【摘要】：随着移动互联网的高速发展,基于移动终端的各种应用软件,作为联结网络用户与智能终端的桥梁,在移动互联网的发展中扮演了越来越重要的角色。然而,在应用数量迅速增加的同时,移动应用软件本身面临的安全威胁越来越突出。这些威胁可能会导致恶意软件、盗版、破解、非法广告等安全问题,将会阻碍移动互联网的发展。因此,如何对移动端应用软件进行保护,防止应用自身被攻击和篡改,是亟需解决的问题。本文以提高Android平台应用软件的安全性为研究目标,提出一种Android应用软件防篡改保护方法--TDAppGuard,它能有效增强应用软件自身防篡改能力,减少移动应用面临的安全威胁,具有理论研究和实际应用的价值。针对TDAppGuard的研究,本文中主要包括以下三个方面：第一,Android应用软件安全威胁分析及研究。分析了Android平台的系统机制、应用结构,并指出其存在的篡改等主要安全问题。通过对当前Android应用软件面临的威胁和攻击方法的分析和分类,抽象并归纳出了篡改攻击的场景和一般过程。第二,Android应用软件防篡改方法研究。针对Android应用软件所面临的篡改威胁,本文提出一种基于时间多样性与防御网动静结合的防篡改保护方法,详细阐述了该保护方法的设计原理和实现算法,重点论述了防御网的组成结构、构造约束和利用调度引擎实现防御网的时间多样性的实现方案,并给出了几种提高调度引擎安全性的优化措施。第三,Android应用软件防篡改原型系统的设计实现。本文设计并实现了一个基于时间多样性与防御网动静结合的防篡改保护原型系统TDAppGuard,详细阐述了TDAppGuard各模块的实现方法,并通过理论分析和实验实例验证了本文所设计的Android应用软件防篡改保护方案的有效性和可行性。
【关键词】：Android软件安全 防篡改保护 防御网 时间多样性
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP316;TP309
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景与意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.2.1 Android平台重打包应用检测11
• 1.2.2 软件篡改抵制技术11-12
• 1.2.3 移动端应用保护技术12
• 1.3 本文研究内容12-13
• 1.3.1 研究目的12-13
• 1.3.2 研究内容13
• 1.3.3 关键问题13
• 1.4 本文组织结构13-15
• 第二章 面向Android平台的应用软件篡改威胁分析及评估15-27
• 2.1 引言15-18
• 2.1.1 Android平台系统架构15-17
• 2.1.2 Android应用核心组件17-18
• 2.2 Android平台APK文件结构及运行空间研究18-20
• 2.2.1 APK文件结构概述18-20
• 2.2.2 Android程序运行空间20
• 2.3 针对Android APK的篡改攻击技术研究及分类20-23
• 2.4 APK篡改威胁风险分析及量化评估23-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 面向Android应用软件的防篡改防御网保护方案设计27-43
• 3.1 防御网构造框架概述27-29
• 3.1.1 防御网概述27-28
• 3.1.2 防御网构造框架28-29
• 3.2 基于JNI的防御节点构造方法29-36
• 3.2.1 Android NDK与JNI机制29-33
• 3.2.2 基于JNI机制的防御节点设计与实现33-36
• 3.3 防御网关联约束及构造算法研究36-41
• 3.3.1 防御网内节点关联关系的构造约束条件研究36-37
• 3.3.2 防御网构造流程及相关算法研究37-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 具有时间多样性的防御网构造方法43-49
• 4.1 概述43-45
• 4.1.1 累积攻击43-44
• 4.1.2 时间多样性44-45
• 4.2 基于调度引擎的防御网多样性构造方法45-46
• 4.3 针对调度引擎的安全性优化方法46-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第五章 具有时间多样性的防御网保护方案系统设计与实现49-61
• 5.1 系统设计目标49-50
• 5.2 TDAppGuard系统设计与实现50-51
• 5.2.1 系统开发环境50
• 5.2.2 系统框架结构50-51
• 5.3 静态防御网构造模块设计与实现51-53
• 5.4 时间多样性构造模块设计与实现53-55
• 5.5 实验与效果评价55-59
• 5.5.1 实验环境与测试用例55-56
• 5.5.2 效果评价指标56
• 5.5.3 有效性理论分析与验证56-57
• 5.5.4 测试实验效果分析57-59
• 5.6 本章小结59-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 本文工作总结61-62
• 6.2 未来工作展望62-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果67-69
• 致谢69

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本文编号：361497