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Android應用安全防御
Android應用的安全隱患包括三個方面：代碼安全、數據安全和組件安全。
1. 代碼安全
代碼安全主要是指Android apk有被篡改、盜版等風險，產生代碼安全的主要原因是apk很容易被反編譯、重打包。我們可以采用以下方法對apk進行保護：
1.1 代碼混淆
代碼混淆可以在一定程度上增加apk逆向分析的難度。Android SDK從2.3開始就加入了ProGuard代碼混淆功能，開發者只需進行簡單的配置就可以實現對代碼的混淆。
1.2 Apk簽名校驗
每一個軟件在發布時都需要開發人員對其進行簽名，而簽名使用的密鑰文件時開發人員所獨有的，破解者通常不可能擁有相同的密鑰文件，因此可以使用簽名校驗的方法保護apk。Android SDK中PackageManager類的getPackageInfo()方法就可以進行軟件簽名檢測。
1.3 Dex文件校驗
重編譯apk其實就是重編譯了classes.dex文件，重編譯后，生成的classes.dex文件的hash值就改變了，因此我們可以通過檢測安裝后classes.dex文件的hash值來判斷apk是否被重打包過。
（1）讀取應用安裝目錄下/data/app/xxx.apk中的classes.dex文件並計算其哈希值，將該值與軟件發布時的classes.dex哈希值做比較來判斷客戶端是否被篡改。
（2）讀取應用安裝目錄下/data/app/xxx.apk中的META-INF目錄下的MANIFEST.MF文件，該文件詳細記錄了apk包中所有文件的哈希值，因此可以讀取該文件獲取到classes.dex文件對應的哈希值，將該值與軟件發布時的classes.dex哈希值做比較就可以判斷客戶端是否被篡改。
為了防止被破解，軟件發布時的classes.dex哈希值應該存放在服務器端。
另外由於逆向c/c++代碼要比逆向Java代碼困難很多，所以關鍵代碼部位應該使用Native C/C++來編寫。
1.4 逆向工具對抗
對apk進行重打包常用的工具是apktool，apktool對於后綴為PNG的文件，會按照PNG格式進行處理，如果我們將一個非PNG格式文件的文件后綴改為PNG，再使用apktool重打包則會報錯。
以上是使用比較多的幾種保護方法，單獨使用其中一種效果不大，應該綜合運用。
1.5 調試器檢測
為了防止apk被動態調試，可以檢測是否有調試器連接。在Application類中提供了isDebuggerConnected()方法用於檢測是否有調試器連接，如果發現有調試器連接，可以直接退出程序。
1.6 加殼保護
使用加殼程序防止apk逆向是一種非常有效的方式，也是一個趨勢。Jack_Jia在《Android APK加殼技術方案》一文中詳細闡述了Android apk加殼原理以及幾種加殼方案的具體實現。我們可以利用這幾種方案對apk進行加殼。
不過這種加殼方式是在Java層實現的，被反編譯的風險仍然很大。為了克服這個缺點，今后可以研究采用如下思路來進行保護：
將核心業務邏輯代碼放入加密的.jar或者.apk文件中，在需要調用時使用Native C/C++代碼進行解密，同時完成對解密后文件的完整性校驗。如果需要更加安全的保護方法，可以考慮對so文件（Native C/C++代碼編譯得到的文件）進行加殼。Android so加殼主要需要解決兩個問題：
（1）對ELF文件加殼；
（2）對Android SO的加載、調用機制做特殊處理。
這將是以后Android應用安全研究的一個方向。
2. 數據安全
2.1 存儲安全問題
關於數據存儲可能出現的問題包括如下幾點：
（1）明文存儲敏感數據，導致直接被攻擊者復制或篡改。
- 將隱私數據明文保存在外部存儲
- 將系統數據明文保存在外部存儲
- 將軟件運行時依賴的數據保存在外部存儲
- 將軟件安裝包或者二進制代碼保存在外部存儲
- 全局可讀寫的內部文件存儲
（2）不恰當存儲登陸憑證，導致攻擊者利用此數據竊取網絡賬戶隱私數據。
解決方案：
- 對這些數據進行加密，密碼保存在內部存儲，由系統托管或者由用戶使用時輸入。
- 對應用配置文件，較安全的方法是保存到內部存儲；如果必須存儲到SD卡，則應該在每次使用前檢驗它是否被篡改，與預先保存在內部的文件哈希值進行比較。
- 應用如果需要安裝或加載位於SD卡的任何文件，應該先對其完整性做驗證，判斷其與實現保存在內部存儲中的（或從服務器下載來的）哈希值是否一致。
- 如果要跨應用進行數據共享，有種較好的方法是實現一個Content Provider 組件，提供數據的讀寫接口並為讀寫操作分別設置一個自定義的權限。
- 對於登錄憑證的存儲，使用基於憑據而不是密碼的協議滿足這種資源持久訪問的需求，例如OAuth。
2.2 傳輸安全問題
• 不使用加密傳輸
• 使用加密傳輸但忽略證書驗證環節
如開發者在代碼中不檢查服務器證書的有效性，或選擇接受所有的證書時，這種做法可能會導致中間人攻擊。
我們在對敏感數據進行傳輸時應該采用基於SSL/TLS的HTTPS進行傳輸。由於移動軟件大多只和固定的服務器通信，我們可以采用“證書鎖定”（certificate pinning）方式在代碼更精確地直接驗證服務器是否擁有某張特定的證書。
3. 組件安全
android應用內部的Activity、Service、Broadcast Receiver等組件是通過Intent通信的，組件間需要通信就需要在Androidmanifest.xml文件中配置，不恰當的組件配置則會帶來風險。
可能產生的風險：
（1）惡意調用
（2）惡意接受數據
（3）仿冒應用，例如（惡意釣魚，啟動登錄界面）
（4）惡意發送廣播、啟動應用服務。
（5）調用組件，接受組件返回的數據
（6）攔截有序廣播
解決辦法：
（1）最小化組件暴露
不參與跨應用調用的組件添加android:exported="false"屬性，這個屬性說明它是私有的，只有同一個應用程序的組件或帶有相同用戶ID的應用程序才能啟動或綁定該服務。
（2）設置組件訪問權限
對參與跨應用調用的組件或者公開的廣播、服務設置權限。只有具有該權限的組件才能調用這個組件。
（3）暴露組件的代碼檢查
Android 提供各種API來在運行時檢查、執行、授予和撤銷權限。這些 API 是 android.content.Context 類的一部分，這個類提供有關應用程序環境的全局信息。
另外，Android應用也會存在很多傳統web漏洞，比如SQL注入，xss漏洞等，代碼級防止出現這些漏洞的方法與web應用防御方法相同。
Android系統安全防御
1. 操作系統安全問題
- Android root問題
- 系統漏洞，補丁更新不及時
- 認證機制問題
2. 系統安全解決方案
2.1 權限管理與隔離
對運行在Android系統上的應用程序進行權限的細粒度管理和隔離，防止越權行為的發生和濫用權限獲取敏感數據。
可以采用MAC（Mandatory Access Control）強制訪問控制模型實現。它是一個針對Linux的安全加強系統SELinux中使用的安全模型，即任何進程想在SELinux系統中干任何事情，都必須先在安全策略配置文件中賦予權限。凡是沒有出現在安全策略配置文件中的權限，進程就沒有該權限。Google在Android 4.4上正式推出了一套以SELinux為基礎的系統安全機制SEAndroid。所以如果我們要定制一個Android系統，可以采用具有SEAndroid安全機制的Android 4.4版本。
2.2 內核與應用層漏洞防護
增加補丁更新功能，如果發現漏洞，及時提醒用戶進行系統補丁更新。
2.3 惡意程序檢測與防護
建立一套惡意代碼防護模型，對運行在Android系統上的惡意程序進行檢測，抵御惡意代碼的入侵。
2.4 數據安全存儲與傳輸：
對Android系統上的數據存儲和數據傳輸進行加密保護，保證終端上數據能夠安全地使用。