Android软件安全开发实践Word格式.docx

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使用短信注册账户或接收密码8

密码和认证策略8

明文存储和编码存储密码8

对外服务器的弱密码或固定密码9

使用IMEI或IMSI作为唯一认证凭据9

在过去二年，研究人员已发现Android上的流行软件普遍存在安权陷与安全漏洞，漏洞濒发的原因可能有很多，例如以下几种。

1、与一切都是集中管理的IOS相比，Android提供了一种开放的环境，在获得了灵活性、可以满足各种定制需求的同时，也损失了部分安全性。

2、开发团队通常将精力集中在产品设计、功能实现、用户体验和系统等方面，而很少考虑安全问题

3、Android提供的安全机制比较复杂，开发者需要理解它们，并对觉的攻击思路和攻击方法有所了解，才能有效地保护软件。

4、一方面，目前很少出现对特定移动软件安全漏洞的大规模针对性攻击，在真实的攻击出现之前，许多人对此并不重视，另一方面，利用这些漏洞展开攻击并不太难，许多攻击方法和工具都已经成熟，一旦出现这种攻击，用户的个人隐私数据可能发生泄漏，账户信息可能被收集，如果与钓鱼等攻击结合，甚至可能产生经济损失。

产品开始团队则可能由此面临信任危机和法律风险。

下面简单的例举以下几个方面。

也是我们Android开发团队容易忽略的地方。

数据存储

Android软件可以使用的存储区域分外部（SD卡）和内部（NAND闪存）二种，除了大小和位置不同之外，两者在安全权限上也有很大的区别。

外部存储的文件没有读写权限的管理，所有应用软件都可以随意创建、读取、修改、删除位于外部存储中的任何文件，而Android的应用则只需要申明READ_EXTERNAL_STORAGE和READ_EXTERNAL_STORAGE权限。

内部存储则为每个软件分配了私有区域，并有基本Linux的文件权限控制，其中每个文件的所有者ID均为Android该软件设立的一个用户ID,ceipngukgh，其他软件无权读写这些文件。

关于数据存储可能出现的问题包括如下几点

将隐私数据明文保存在外部存储

例如，聊天软件或社交软件将聊天记录、好友信息、社交信息等存储在SD卡上；

备份软件将通信录、短信等备份姪SDhhu上等，如果这些数据是直接明文保存（包括文本格式、XML格式、SQLite数据库格式等）的那么攻击者写的软件可以将其读取出来，并加传到指定的服务器，造成隐私信息泄露。

较好的做法是对这些数据进行加密，密码保存在内部存储，由系统托管或者由用户使用时输入。

将系统数据明文保存在外部存储

例如，备份软件和系统辅助将用户已安装的其他眰SD卡，以便刷机或升级后进行恢复等；

或者将一些系统数据缓存在SD卡上供后续使用，同样的，这些数据是明文保存的，恶意软件可以读取它们，有可能用于展开进一步的攻击。

将软件运行时依赖的数据保存在外部存储

如果软件将配置文件存储在SD卡上，然后在运行期间读取这些配置文件，并其中的数据决定如何工作，也可能产生问题。

攻击者编写的软件可以修改这些配置文件，从面控制这些软件的运行。

例如将登录使用的服务器列表存储在SD卡中，修改后，登录连接就会被发往攻击者指定的服务器，可能导致账户泄露或会话劫持（中间人攻击）。

对这种配置文件，较安全的方法是保存到内部存储；

如果必须存储到SD卡，则应该在每次使用前它是否被篡改，命名，与预先保存在内部的文件哈希值进行比较。

将软件安装包或者二进制代码保存在外部存储

现在很多软件都推荐用户下载并安装其他软件；

用户点击后，会联网下载另一个软件的APK文件，保存到SD卡然后安装。

也有一些软件为了实现功能扩展，选择动态加载并执行二进制代码。

例如，下载包含了扩展功能的DEX文件或JRA文件，保存到SD卡，然后在软件运行时，使用dalvik.system.DexClassLoader类或者java.lang.ClassLoader类加载这些文件，再通过Java反射，执行其中的代码。

如果安装或者加载前，软件没有对SD卡的文件进行完整性验证，判断其是否可能被篡改和伪造，就可能出现安全问题。

在这里，攻击者可以使用称为“重打包”（re-packaging）的方法，目前大量Android恶意代码已经采用这一技术，重打包的基本原理是，将APK文件反汇编，得到Dalivik指令的smali语法表示；

然后在其中添加、修改、删除等一些指令序列，并适当发动Manifest文件；

最后，将这些指令重新汇编并打包成新的APK文件，再次签名，就可以给其他手机安装了，通过重打包，攻击者可以加入恶意代码、改变折数据或指令，而软件原有功能和界面基本不会受到影响，用户难以察觉。

如果攻击者对软件要安装的APK文件或要加载DEX、JAR文件重打包，植入恶意代码，或修改其代码；

然后在SD卡上，用其替换原来的文件，或者拷贝到要执行或加载的路径，当软件没有验证这些文件的有效性时，就会运行攻击者的代码攻击结果有很多可能，例如直接发送扣费短信，或者将用户输入的账户密码发送给指定的服务器，或者弹出钓鱼界面等。

因此，软件应该在安装或加载位于SD卡的任何文件之前，对其完整性做验证，判断其与实现保存在内部存储中的（或从服务器下载来的）哈希值是否一致。

全局可读写的内部文件

如果开发者使用openFileOutPut（Stringname,intmode）方法创建内部文件时，将第二个参数设置为Context.MODE_WORLD_READABLE或者Context.MODE_WORLD_WRITEABLE,就会让这个文件变为全局可读或全局可写的。

开发者也放进是为了实现不同软件之间的数据共享，但这种问题在于无法控制哪个软件可以读写，所以功德无量者恶意软件也拥有这一权限。

如果要跨应用种较好的方法是实现个ContenProvider组件，提供数据的读写接口并为读写操作分别设置一个自定义的权限。

内部敏感文件被root权限软件读写

如果攻击者的软件已获得root权限，自然可以随意读写其他软件的内部文件，这种情况并不少见。

A、大量的第三方定制ROM提供了root权限管理工具，如果攻击者构造的软件伪造成一些功能强大的工具。

可以欺骗用户授予它root权限

B、即便手机姘夫的官方系统，国内用户也大多乐于解锁，恻recovery并刷入toot管理工具

C、在Android2.2和2.3中，存在一些可心用于获取root权限的漏洞，并且对这种漏洞的利用不需要用户的确认。

因此，我们并不能假设其他软件无法获取root权限。

即使是存在内部数据，依然有被读取或修改的可能。

前面提到，重要、敏感、隐私的数据应使用内部存储，现在又遇到root后这些数据依然可能被读取的问题。

我对这个问题的观点是，如果攻击者铤而走险root权限（被用户沉冤或者被安全软件发现的风险），那理论上他已经拥有了系统的完整控制权，可以直接获得联系人信息、短信记录等，此时数据。

例如账户密码、会话凭证、账户数据等。

例如，早期Google钱包将用户的信用卡数据明文存储，攻击者获取这些数据后，可以伪装成持卡人进行进一步攻击以获得账户使用权。

这种数据就是“其他软件管理的重要数据”。

这个问题并没有通用的解决方法，开发者可能需要根据实际情况寻找方案，并在可用性与安全性之前做出恰当的选择

网络通信

Android软件通常使用WIFI网络与服务器进行通信。

WiFi并非总是可靠的，例如，开放式网络或弱加密网络中，接入者可以监听网络流量；

攻击者可能自己设置WIFI网络钓鱼。

此外，在获得root权限后，还可以在Android系统中监听网络数据。

不加密地明文传输敏感数据

最危险的是直接使用HTTP协议登录账户或交换数据。

例如，攻击者在自己设置的钓鱼网络中配置DNS服务器，将软件要连接的服务器域名解析至攻击者的另一台服务器在，这台服务器就可以获得用户登录信息，或者充当客户端与原服务器的中间人，转发双方数据。

早期，国外一些著名社交网站的Android客户端的登录会话没有加密，后来出现了黑客工具FaceNiff，专门嗅探这些会话并进行劫持（它甚至支持在WEP、WPA、WPA2加密的WIFI网络上展开攻击！

），这是目前我所知的唯一一个公开攻击移动软件漏洞的案例。

这类问题的解决方法很显然-----对敏感数据采用基于SSL/TLS的HTTPS进行传输。

SSL通信不检查证书有效性

在SSL/TLS通信中，客户端通过数字证书判断服务器是否可信，并采用证书占的公钥与服务器进行加密通信。

然而，在开发者在代码中不检查服务器证书的有效性，或选择接受所有的证书上，例如，开发者可以自己实现一个X509TrustManager接口，将其中的CheckServerTrusted（）方法实现为空，即不检查服务器是否可信或者在SSLSoketFactory的实例中，通过setHostnameVerifier（SSLSocketFactory.ALLOW_ALL_HOSTNAME_VERIFIET）,接受所有证书。

做出这十种选择的可能原因是，使用了自己生成了证书，客户端发现证书卡塔尔坏蛋系统可信根CA形成信任链，出现了CertificateException等异常。

这种做法可能导致的问题是中间人攻击。

在钓鱼Wifi网络中，同样地，攻击者可以通过设置DNS服务器使客户端与指定的服务器进行通信。

攻击者在服务器上部署另一个证书上，在会话建立阶段，客户端会收到这张证书，如果客户端忽略这个证书上的异常，或者接受这个证书上，就会成功建立会话、开始加密通信。

但攻击者拥有私钥。

因此可以解密得到客户端发来数据的明文。

攻击者还可以模拟客户端，与真正的服务器联系，充当中间人做监听。

解决问题的一种方法是从可信CA申请一个证书。

但在移动软件开发中，不推荐这种方法。

除了申请证书的时间成本和经济成本外，这种验证只判断了证书是否CA可信的，并没有验证服务器本身是否可信，例如，攻击者可以盗用其他可信证书上，或者盗取CA私钥为自己颁发虚假证书，这样的攻击事件在过去二年已经有多次出现。

事实上，在移动软件大多只和固定的服务器通信，因此可以在代码更精确地直接验证是否某张特定的证书，这种方法称为”证书锁定”（certificatepinning）。

实现证书的方法有二种：

一种是前文提到的实现X509TrustManager接口，另一种则是使用keystore。

具体可以参考Android开发文档中的HttpsURLConnection类的概述。

使用短信注册账户或接收密码

也有软件使用短信进行通信，例如自动发送短信来注册、用短信接收初始密码、用短信接收用户重置密码等。

短信并不是一种安全的通信方式。

恶意软件只要申明了SEND_SMS、RECEIVE_SMS和READ_SMS这些权限，就可以通过系统提供的API向任意号码发送任意短信、接收指定号码发来的短信并读取其内容，甚至拦截短信。

这些方法已在Android恶意代码中普遍使用，甚至2011年就已经出现拦截并回传短信中的网银验证码（mTANs）的盗号木马Zitmo。

因此，这种通过短信注册或接收密码的方法，可能引起假冒注册、恶意密码重置、密码窃取等攻击，此外，这种与手机号关联的账户还可能产生增值服务、危险更大。

较好的实现方式还是走Intent。

密码和认证策略

明文存储和编码存储密码

许多软件有“记住密码”的功能。

如果开发者依字面含义将密码存储在本地，可能导致泄漏。

另外，有的软件不是直接保存密码，而是和Base64、固定字节或字符串异或、ProtoBuf等方法对密码然后存储在本地，这些编码也不会增加密码的安全性，采用smali、dex2jar、jd-gui、IDAPro等工具，攻击者可以对Android软件进行反汇编和反编译。

攻击者可以借此了解软件对密码的编码方法和编码参数。

较好的做法是，使用基于凭据而不是密码的协议满足这种资源持久访问的需求，例如OAuth。

对外服务器的弱密码或固定密码

另一种曾引起关注的问题是，部分软件向外提供网络服务，而不使用密码或使用固定密码，例如，系统辅助软件经常在wiFi下开启FTP服务，部分软件对这个FTP服务不用密码或者用固定密码。

在开放或钓鱼的WiFi网络下，功德无量者也可以扫描到这个服务并直接访问。

还有弱密码的问题，例如，早期Google钱包的本地访问密码是4位数字，这个密码的SHA256值被存储在内部存储中，4位数字一共只有10000种情况，这样攻击软件即使是在手机上直接暴力破解，都可以在短时间内获得密码。

使用IMEI或IMSI作为唯一认证凭据

IMEI、IMSI是用于标识手机设备、手机卡的唯一编号。

如果使用IMSI或IMEI作为用户谁的唯一凭据，可能导致假冒用户的攻击。

首先，应用要获取手机IMEI、手机卡的IMSIua不需要特殊权限。

事实上许多第三方广告库回传它们用于用户统计。

其次得到IMEI或IMSI后，攻击者有多种方法伪造成用户与服务器进行通信。

例如，将原软件重打包，使其中获取IMEI、IMSI的代码始终返回指定的值；

或者修改Android代码，使相关API始终返回指定的值，编译为ROM在模拟器中运行；

甚至可以分析客户端与服务器的通信协议，直接模拟客户端的网络行为。

因此，若使用IMEI或IMSI作为认证唯一凭据，攻击者可能获得服务器原用户账户及数据。