五种控制Android应用的权限的方法.docx
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五种控制Android应用的权限的方法
五种控制Android应用的权限的方法
这篇文章目的在于介绍Android系统上控制权限的方法,读者只要使用过Android,或是对智能机平台有所了解,就能看懂,不需要专门的编程知识。
1 为什么Android总是事无巨细地告诉你应用索取的每一项权限?
相比Apple,Microsoft严格控制生态系统(从苹果给开发者的"AppStoreGuideline"可见一斑),只允许通过官方应用商店安装应用,并对每份上传进行仔细地审查而言,Android的开放就意味着,Google需要向用户提供一系列用于为自己负责的流程、工具。
所以在安装应用前,Android总是要事无巨细地告诉你,应用肯需要控制什么权限。
同样,开发者也制作了一系列易用的工具,用以鉴别可疑的应用程序,或是控制权限。
图1Android官方市场会强制提醒用
Andoird哪里开放了?
在Android中,用户能自由从本地安装应用,自由地对SD卡进行操作,自由选择应用市场。
如果愿意放弃保修,用户还能轻易地实行root,解锁基带(baseband)。
只有一些产品会严密地锁定bootloader(如摩托罗拉)。
最重要的是,因为ASOP(Android源代码开放计划)的存在,绝大部分的Android代码都是开源的,开发者可以由此对Android系统进行深入的修改,甚至可以自行编写一个符合Android规范的系统实例(如CyanogenMod)。
正是因为ASOP,这篇文章才可能介绍多达5种原理不同的权限控制方法。
图2Android开源计划的标志
开放的风险
不考虑Symbian,WindowsPhone6.5(及以下)平台,那么几乎所有的智能手机病毒都是Android平台的,甚至官方AndroidMarket也闹过几次乌龙。
在国内水货横行的市场,情况更是火上浇油,不法业者可以在手机的ROM,甚至是bootloader中做好手脚,让用户有病无法医。
在Android中,用户可以允许系统安装来自"未知源"(也就是非Google官方的,或手机预置市场的)应用程序。
于是,移动平台最重要的门神------数字签名就被绕过了。
图3Android允许未知安装未知来源的应用程
出于Android的开放性,也有不允许"未知源"的反例:
亚马逊的KindleFire平板使用了深度定制的Android,它只允许安装来自亚马逊官方商店的应用程序。
图4亚马逊的KindleFire仅允许通过自带的市场安装应用
2 Android有哪些"权限"
首先需要明确一下Android中的种种"权限"。
Android是在Linux内核上建立一个硬件抽象层(AndroidHAL),通过Dalvik以及各种库来执行android应用的。
在手机启动时,首先需要由Bootloader(HTC手机上称作Hboot)引导Linux及手机上各个硬件设备的驱动程序,之后才启动Android系统。
所以其实我们会涉及到四种不同涵义的权限:
Android权限(Permission)
这指Android中的一系列"Android.Permission.*"对象,是本文的中心内容。
Google在Android框架内把各种对象(包括设备上的各类数据,传感器,拨打电话,发送信息,控制别的应用程序等)的访问权限进行了详细的划分,列出了约一百条"Android.Permission"。
应用程序在运行前必须向Android系统声明它将会用到的权限,否则Android将会拒绝该应用程序访问通过该"Permission"许可的内容。
比方说,搜狗输入法提供了一个智能通讯录的功能,用户可以在输入联系人拼音的前几个字符,或首字母,输入法就能自动呈现相关联系人的名字。
为了实现这个功能,输入法必须声明它需要读取手机中联系人的能力,也就是在相关代码中加上声明"android.permission.READ_CONTACTS"对象。
图5搜狗输入法的智能联系人功能
原生Android只提供了对"一刀切"式的管理,要么同意使用,否则就根本就不安装应用程序。
当用户遇到希望使用程序的同时,又想禁止部分Permission的场合,他就无路可走。
于是,不少开发者就捣鼓出了"第三条道路";可惜的是,没有一种方法能同时做到既不需要将手机固件Root,又完全不涉及对原始应用程序进行反向工程的方法。
Root
Root指获得Android所在的Linux系统的Root(根)权限,有了根权限,你才能对Linux做出任意的修改。
iOS中的越狱(Jailbreak)相当于获得iOS系统的Root权限(iOS是一种类Unix系统,和Linux都使用Root的概念)。
在已Root的设备中,通常都是使用一个叫"Superuser"(简称SU)的应用程序来向许可的程序授以Root权限。
Bootloader的解锁(Unlock)
利用数字签名,Bootloader可以限定只有正确签名的系统可以被引导。
在修改固件以获得Root以前,解锁Bootloader通常是必须的。
安装第三方修改、编译的固件也需要解锁Bootloader。
基带(Radio)解锁
在Android系统中,基带是上层软件与手机中无线设备(手机网络,Wi-Fi,蓝牙等)的驱动程序之间的中介。
国外的网络运营商很喜欢锁定基带,从而保证用户只能使用运营商自己指定的sim卡。
在我国,锁定基带是非法的,手机制造商、网络运营商也不可以通过锁定基带的方法对待违约客户。
iOS的"解锁"就是解锁iOS中的基带软件。
为什么要控制Android权限
鱼和熊掌不可兼得,Android的世界有很多自由,坏人也能自由地做坏事。
它的生态系统很强调自主:
用户可以自主地减小风险,仅使用官方市场的应用程序,也可以自主地解除安全限制,从而获得更多自由。
因此,在遇到坏事的时候,用户也不得不自主一下:
1,抵制不道德,乃至非法行为
几乎所有的Android安全软件都能对来电、信息进行控制,以减少骚扰。
另一方面,很多应用都会要求它们实际功能以外的权限,表现在非(主动)告知地搜集设备序列号,位置信息,诱使用户默认地上传联系人列表等方面。
更坏一点的应用程序,则会踏入犯罪的范畴,比如能偷偷发出扣费信息,或是作为黑客的偷窥工具。
2,减少恶意软件的损害
恶意软件即便潜伏成功,也难以获得权限,从而减少损失。
3,用户有权自主地在抑制应用程序的部分权限时,继续使用该应用程序,而只承担由于自行设置不当而带来的后果。
用户拥有设备的所有权,因此有权自主控制设备上的内容、传感器等对象的访问;同时有权(不)运行,(不)编译设备上的应用程序。
大多数应用程序在运行时,并未达成主动告知的义务,是失误;然而即使主动告知,用户还是可以不理会。
为什么Android官方市场的强制提醒权限的行为不属于主动告知:
通过Android官方市场,"打包安装器"安装应用程序时,所显示的"权限"仅是在安装包内AndroidManifest.xml声明的值,而非应用程序实际上会调用的内容。
该值仅用来表明Android系统能向应用授予的最大可能的权限。
即便一个"HelloWorld"式的应用程序,也可以在AndroidManifest.xml中声明所有可能的AndroidPermission。
这就是说,在AndroidManifest.xml中声明的值与应用程序实际调用的权限有关联,但不等同,且这种提示是由Android系统负责实施的强制行为。
正确的理解是:
"应用程序(被迫地)让Android系统告知用户,它在AndroidManifest.xml中所声明的事项。
"
这意味着应用程序在使用重要权限前,依然需要自行、主动地通知用户相关事宜。
图6 应用程序须要AndroidManifest.xml中声明调用到的权限
然而,即便只是让一半的应用程序达到以上的标准,也是不可能的。
应用程序需要通过收集用户信息,程序的错误日志。
从而统计用户的喜好,改进程序。
另一方面,这也是发送精确广告但不追溯到用户身份信息的方式,这一点对于免费应用而言,是极其重要的。
我们之所以能知道不同型号手机的占有率,应用软件的流行度,是与这样的统计不可分离的。
一旦每个应用程序都专业地主动发出提醒,不专业的用户(大多数用户都是不专业的)通常会将之视为如同海啸警报一般的危机。
这么做对谁都没有好处------用户方的隐私权是毋庸置疑的,然而应用程序方面的获取信息记录的需求也是无可阻挡的。
如果每个用户都打算阻止,只会落得被迫接受不平等条约的下场,在温饱以前,不会有人考虑小康的问题。
于是,现状就变得有趣:
用户人享受着相同的服务;其中大部分用户出于不知情/好意,默默地向开发者、广告商提供了信息,剩下的少数用户则能阻断这种劳务。
而作为维持Android平台的信息商人Google,只确保在它的地盘里,不会发生触碰底线的事情。
一句话总结:
设备是我的,不管你怎么说,反正我说了算,但我说的话大多是不算数的。
3 权限控制的方法
这里开始介绍各种控制Android权限的办法。
可惜的是,几乎所有的手段都需要对设备进行Root,如果不这么做,则需要付出不小代价。
AppShield(国内常见的名字:
权限修改器)
它是一个需要付费的Android应用,其原理是修改应用程序的apk安装包,删除其中AndroidManifest.xml文件内,用于声明权限的对应"Android.Permission.*"条目,然后再用一个公开的证书对安装包重新签名(需要允许"未知源"),这样一来,应用程序就不会向系统申请原先所需的权限。
当应用运行至相应的流程时,系统将直接拒绝,从而达到用户控制权限的目的。
对于已安装的应用,AppShield也会按照同样方法制作好apk安装包,然后让用户先卸载原始的应用,再安装调整过的应用。
除了该应用数字签名外,用户可以随时通过执行同样的流程,将吊销的权限恢复。
图7AppShield
Apk文件的结构
Android应用都是打包成以.apk扩展名结尾,实际上是zip的文件格式。
一个合法的apk至少需要这些成分:
根目录下的"AndroidManifest.xml"文件,用以向Android系统声明所需Android权限等运行应用所需的条件。
根目录下的classes.dex(dex指DalvikExceptionable),应用(application)本身的可执行文件(Dalvik字节码)。
根目录下的res目录,包含应用的界面设定。
(如果仅是一个后台执行的"service"对象,则不必需)
Apk根目录下的META-INF目录也是必须的,它用以存放应用作者的公钥证书与应用的数字签名。
当应用被安装后,这个apk文件会原封不动地移至设备的data/app目录下,实际运行的,则是Dalvik将其中Classes.dex进行编译后的Classes.odex(存放在Dalvik缓存中,刷机时的'cachewipe就是清除Dalvik的odex文件缓存')。
优点:
完全不需要Root,适用于所有版本的Android设备。
不会损坏系统,可以吊销任意一项Android权限。
问题:
1,需要重新安装应用,该行为可能会丢失应用的配置、历史记录。
2,执行权限吊销的应用的数字签名会被更改,无法直接更新。
对于那些设计不良(没有意料到'不声明权限'情况的),或有额外自校验的应用,可能会无法运行。
3,无法用于设备上的预装应用,除非制造商好心地将该应用设置为"可以删除"的状态。
4,这个方法修改了apk包中的内容------尽管实际上AndroidManifest.xml和数字签名并不算是应用程序的本身,但修改它们可能引发著作权的问题。
5,需要开启"未知源"。
6,这是一个收费应用。
CyanogenMod7.1(及以上版本)
Cyanogenmod是一款著名的第三方编写的开源AndroidROM。
CM7.1加入了控制权限的开关,官方的名称是"PermissionRevoking",任何非系统/保护应用在安装后,可直接吊销任意一项权限,其效果等价于直接删除apk包中AndroidManifest.xml的对应条目,但不会引发自校验的问题。
CM的权限工具的作用等同于AppShield,无非是在Android自身的权限系统中添加了一个开关。
图8CyanogenMod7.1中的权限吊销(PermissionRevoking)设定
优点:
免费,使用简便,可随时,任意地吊销、恢复非预装应用的任意一项权限;不存在数字签名的问题,因而不影响使用自校验的应用程序。
问题:
此功能仅在CyanogenMod7.1及以上版本提供,无法用于其它rom。
因为是由Android系统出面吊销权限,其实现原理与AppShield完全相同,同样的,应用程序会因为设计不良而出现崩溃。
PermissionDenied
这是可以吊销任意Android应用(注意,不当地吊销系统应用的权限可能会导致手机固件损坏,无法启动)的任意权限,对权限的修改在重启后生效。
实现原理应该与CyanogenMod7.1+完全相同,适用于任何已经Root的系统,因为一般的Android系统虽然事实上支持权限吊销,但没有像CyanogenMod那样放置接口,因此需要重启后才能应用权限配置。
同样也有系统出面拒绝权限而导致的崩溃现象。
图9PermissionDenied免费版吊销应用程序权限的场景
优点:
效果与CyanogenMod中的权限吊销效果一致,且可吊销系统应用的权限。
同时提供了免费与收费版本,免费版并没有基本功能的缺失。
适用于所有版本号不低于1.6的Android设备。
问题:
调整后的权限需要重启才能生效。
设计不良的应用会崩溃。
不恰当的权限修改会损坏系统,导致无法开机。
PDroid
PDroid实际上是一个Android内核补丁加上一个用于管理的外部应用。
补丁需要在Recover环境中刷入系统,也可以由开发者自行移植入系统。
该软件在AndroidASOP2.3.4代码基础上开发,仅适用于没有改动内核的Android2.3系统,目前还未支持Android4。
图10PDroid的界面
为了避免CyanogenMod7.1+权限吊销(Permissionrevoking)导致的崩溃问题,以及后台服务(如LBE,QQ手机管家等,PDroid的作者认为通过后台服务拦截权限并不是好办法),PDroid并不阻止应用程序声明权限,但会在其实际索取相关信息时,予以阻止。
通俗地说,就是签署协议但不执行。
在PDroid的用户界面,用户能随时精确地控制涉及隐私的各项权限。
对于某些内容,除了阻止外,用户还可以伪造一个随机或指定的数据。
可控制的内容包括:
IMEI(可伪造)
IMSI(可伪造)
SIM卡序列号(可伪造)
手机号码(可伪造)
来,去电号码
SIM卡信息
当前蜂窝网络信息
(以上七者均来自Android.Permission.READ_PHONE_STATE)
GPS定位信息(可伪造,来自Android.Permission.FINE_LOCATION)
基站定位 (可伪造,来自Android.Permission.COARSE_LOCATION)
系统自带浏览器的历史,书签(Android.Permission.BOOKMARKS)
联系人 (android.permission.READ_CONTACTS)
通话记录 (android.permission.READ_CONTACTS)
系统日志 (android.permission.READ_LOGS)
当前账户列表 (android.permission.GET_ACCOUNTS)
当前账户的授权码 (android.permission.USE_CREDENTIALS)
短信,彩信(可能与这5个权限有关)
android.permission.READ_SMS
android.permission.RECEIVE_SMS
android.permission.SEND_SMS
android.permission.WRITE_SMS
android.permission.RECEIVE_MMS
日历 android.permission.READ_CALENDAR
PDroid的内核补丁并不通用,每一个Rom都需要特定的补丁。
开发者除了提供了几个特定机型下CyanogenMod,HTCSense修改版ROM的专用补丁外,还推出了一个补丁生成工具(PDroidPatcher),用户可以给自己的ROM生成专用的内核补丁。
使用该Patcher需要安装JDK(javaDevelopmentKit)。
优点:
PDroid避免了通过Android系统进行权限吊销的导致的潜在崩溃问题,也不需要后台服务。
对隐私信息的控制是最精细的。
尽管设备必须Root,但应用本身不需要Root权限。
问题:
安装过程是最繁琐,最不可靠的,容易导致ROM损坏,适用范围也小,需要用户有相当的技能(能安装JDK,会刷机)才可使用;只提供对隐私有关权限的控制,不提供网络访问,的控制。
以这些为代价,它几乎没有其它缺点。
LBE安全大师
实际上最常用的是以LBE为代表的通过一个Root权限的后台服务来拦截相关行为的工具。
除了LBE外,还有QQ手机管家等应用。
这里以LBE安全大师为例介绍。
图11LBE安全大师
LBE是国内一个叫"LBE安全小组"开发的工具,支持Android2.0~4.0。
它的核心功能是像杀毒软件一般,通过一个需要Root权限的后台服务,劫持所有调用权限的行为,并放行用户许可的部分(其官方宣传为'API级别拦截')。
它和PDroid一样几乎不会引发应用程序崩溃,它支持拦截几个涉及用户的关键权限(LBE手机管家3.1/3.2):
读取短信 (android.permission.READ_CONTACTS)
联系人记录 (android.permission.READ_CONTACTS)
通话记录 (android.permission.READ_CONTACTS)
定位 (Android.Permission.COARSE_LOCATION
Android.Permission.FINE_LOCATION)
手机识别码 (与Android.Permission.READ_PHONE_STATE有关)
通话状态 (与Android.Permission.READ_PHONE_STATE有关)
发送短信(具体原理不明,同样类似于禁止这五个权限
android.permission.READ_SMS
android.permission.RECEIVE_SMS
android.permission.SEND_SMS
android.permission.WRITE_SMS
android.permission.RECEIVE_MMS)
拨打电话 (android.permission.CALL_PHONE)
通话监听 (android.permission.PROCESS_OUTGOING_CALLS)
除此以外,LBE还可以分别控制应用在Wifi,手机网络的联网权限,其原理是依靠IPtables防火墙,而非通过Android的"Internet"权限。
此外LBE手机管家还提供基于智能内容审查的短信拦截、来电归属地显示,以及禁用系统(保护)应用,进程管理,杀毒等功能。
LBE提供两个版本,一个叫"LBE安全大师",是一个全面的手机管家类应用,更新比较频繁,另一个版本(LBE手机隐私卫士,LBESecuritylite)仅提供权限方面的管理。
考虑到主要市场在国内,LBE的发行策略看上去有些奇怪,它在Google的官方市场并不发行最新版。
通常只能只能在LBE的官方网页,以及国内的应用市场获得最新版本。
优点:
使用非常简单,功能强大而全面,风险很小,可以控制系统应用。
适用范围广,有很多替代产品。
问题:
需要后台服务(尽管蚕豆网有个评测,认为它对能耗几乎没有影响),不能控制所有的Android权限。
4 自启动的控制
Android对后台服务有着最好的支持。
在Android中可以自由地开发一种称为'Service'的后台运行的对象,加上没有苹果公司对应用程序的严格限制。
诸如QQ挂机,即时调用第三方应用程序之类的形式都可以轻易实现。
为了全面支持后台服务,也为了适应移动设备资源紧张,不得不经常清理内存的问题,应用可在系统中设置触发器,当系统发生了某个特定特定事件时(系统启动,拨打电话,收发信息,安装、卸载应用,插上电源等,或应用程序自行定义的事件),就会触发启动应用程序。
AutoStarts自启动管理
AutoStarts是一个收费应用,通过它,用户能了解系统中每一项程序会在什么场合下被触发运行。
如果提供Root权限,则还能禁止这样的行为。
这里以GoogleMaps应用6.2版为例。
默认情况下,这款应用总是会保持后台运行,并每小时向Google发送一次当前用户的位置信息。
为了阻止这样的行为,需要联合使用AutoStarts与任意一款进程管理应用:
在AutoStarts中,阻止GoogleMaps的自行启动(如图),在每次使用完后,把GoogleMaps的进程杀掉。
图12AutoStarts可以对自启动项目进行修改
5 其他
Root带来的风险
有一个钻牛角尖的说法认为,一旦对设备进行了Root,便无安全一说,只要恶意程序一旦偷偷获得Root级别,一切都是空谈。
这种说法之所以钻牛角尖,是因为:
一方面Android中的Root权限通常都是需要用户通过Superuser应用进行授权的,这已经够用,虽然不能指望Superuser无懈可击;另一方面,控制Android权限主要是为了让应用程序在"灰色地带"的行为收敛一些,它们实际显然不是病毒等犯罪软件。
著作权的问题(作者不是法律方面的专家,以下言论仅供参考)
我们知道,Android中的应用程序是基于Java语言编写的。
而为了达到跨平台的目的,Java软件是以字节码(或叫中间代码,bytecode),而非计算机能直接执行的机器码(MachineCode,有时也叫作Binary)的形式存在。
因此执行Java软件时,