基于Android的手机安全管理软件的设计与实现毕业论文.docx
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基于Android的手机安全管理软件的设计与实现毕业论文
农业大学
毕业论文（设计）
题目：
基于Android的手机安全管理软件的
设计与实现
姓名：
学院：
理学与信息科学学院
专业：
计算机科学与技术（软件）
班级：
2010.1
学号：
20106017
指导教师：
车晓岩
2014年6月1日
基于Android的手机安全管理软件的设计与实现
摘要：
移动互联网时代，手机已成为人们的生活必需品。
在使用手机软件的同时，软件安全也变得越来越重要。
有效的安全管理可以保护用户的数据。
本文主要介绍了基于Android系统的手机安全管理软件的设计与实现过程。
文章分为三大部分，由基础技术简介、总体设计与实现、测试构成。
首先介绍了手机安全软件的意义与前景，针对时下安全管理软件存在的主要问题作出分析。
然后重点阐述了该软件中前台功能模块和后台服务模块的设计与实现，如手机防盗模块、短信拦截管理模块、手机软件管理与监控模块、查杀病毒模块、工具箱功能模块、流量管理统计模块、桌面控件功能模块等。
最后进行整个系统的测试。
经测试，本软件满足一般安全管理软件的各种功能需求，可正常运行。
关键词：
手机安全；Android；后台管理
DesignandImplementationofMobilePhoneSafetyManagementSoftwarebasedonAndroid
Abstract：
TheeraofmobileInternet,mobilephonehasbecomethenecessitiesoflife.Atthesametimeintheuseofmobilephonesoftware,softwaresecurityisbecomingmoreandmoreimportant.Effectivesecuritymanagementcanprotecttheuser’sdata.
ThispapermainlyintroducesthedesignandimplementationofmobilephonesafetymanagementsoftwarebasedonAndroid.Thearticleisdividedintothreeparts,consistsofbasictechnology,overalldesignandimplementationandtest.First,thepaperintroducesthesignificanceandProspectofmobilephonesecuritysoftwareandanalysisthemainproblemsexistinginthecurrentsecuritymanagementsoftware.Thenelaboratethedesignandimplementationoftheforegroundfunctionmoduleandthebackgroundservicemodule,suchasmobilephoneanti-theftmodule,SMSandtelephoneinterceptionmanagementmodule,mobilephonesoftwaremanagementandmonitoringmodule，killingthevirusmodule,toolboxfunctionmodule,Flowmanagementandstatisticsmodule,desktopwidgetfunctionmodule.Finally,thewholesystemtesthasbeencarriedon.Aftertesting,thesoftwaretomeetthefunctionalneedsofgeneralsecuritymanagementsoftware,canbenormaloperation.
Keywords:
Mobilephonesafety；Android；Backgroundmanagement
1前言
1.1课题前景与意义
随着移动终端设备的普与，人们的日常生活也发生着巨大的变化。
毫无疑问，移动终端设备软件开发产业是一个充满活力的新产业，并会逐步在各类产业中占据举足轻重的地位。
移动互联网功能的多样性早已预见了它今后的广泛应用，它不单单被用于通信交流，而且还被用于广泛的生活，比如网上购物、论坛、二手物品交易、求职中心等等，它已经逐步成为了促进社会发展的强大动力。
即便在政府众多部门，移动互联网的运行也早已有所涉足，比如监控录像。
而Android手机系统在市场上的占有率逐年提高，Android系统的网络安全自然而言也就成了我们所关注的焦点。
2010年初到2014年今的数据显示，上市仅四年的Android操作系统已经淘汰了一直在市场占有率很高的塞班系统，使之在全球围跃居为大家最喜欢的智能手机平台之一。
Android系统的不断发展，使得他不但应用于智能终端设备，也在平板和PC端逐步扩展出来，在未来，智能家居的普与也会有较大发展。
在实际手机应用中，手机的安全问题主要问题的出现，大都由手机恶意软件、手机病毒而引发的，其主要危害有：
①私人信息被非法泄露、丢失；②在后台偷偷发送短信或者拨打进行盗取用户费用，财产安全得到威胁；③使用用户的手机传播非法信息，扰乱执法人员的监控；④破坏手机软件或者硬件系统；⑤造成手机通讯瘫痪。
如上所述，最容易造成直接经济损失来自偷偷控制手机用户，然后进行强制消费，导致手机用户的短信费用和通信费用急剧上升。
对于安全机制的病毒程序，安装在Android系统的时候，进行权限的配置，对于不懂的用户，用户往往就通过了危险权限。
这时，非法程序就很容易的拨打一个或发送短信或接入网络，并获得许可或发送短信软件，拨打时授予权限请求后，在用户不知情的情况下，并且对发回的扣费信息也进行了屏蔽，使用户很难察觉。
在这些情况下，构建基于Android手机安全管理软件，对人们的生活需求有着更重要的意义。
1.2存在问题
在我国，手机安全管理软件也有很多，但是传统手机管理软件无法满足用户的更多需求。
具体来讲，本设计从软件工程角度着手很好应对了Android手机管理软件建设中遇到的一些主要问题：
◆监控程序截取非法软件当前操作
在本设计中该方法的实现是一个难点。
Android系统下，短信的发送、的拨通都会触发系统发送一条广播，这些广播信息有可能被其他程序截获，并且做出相应的操作，从而达到对非法短信和进行拦截的功能[1]。
通过对Android系统提供的API的学习，就可以进一步分析应该怎么样处理解决该难题。
◆手机在防盗方面的定位和远程操控命令
传统手机在防盗方面，在非法更换SIM卡后，无法获取到当前手机的GPS定位信息，无法保护手机隐私安全，无法对用户的重要通讯录、日程、短信等进行备份。
对GPS定位的矫正；对手机的远程命令下的关机、数据擦除进行操作；数据的备份；都做了更好的处理。
◆手机其他软件的锁定管理
对手机已安装的软件进行开启即可验证操作人信息的功能实现。
对用户启动其他软件的行为，进行捕获、拦截。
开启视图，进行密码验证。
◆对手机页面的悬浮球的处理
在手机中可以开启，方便用户使用的悬浮球控件，如何让悬浮球在任何界面都可出现，并且并不影响其他软件的使用，做了更多的处理。
1.3课题的主要工作
在熟悉了Android系统、Android-API、SQLite、PHOTOSHOP等技术之后，首先对所要开发的管理软件确立设计目标，然后进行总体框架的构造、独立模块分布、可行性系统分析，项目规划、构建系统功能结构图等系统总体设计，最后在Android-SDK工具包开发环境下进行代码编程设计，其中主要分为UI设计和后台服务设计两大部分，包括首页和主页的制作，数据库中数据的录入与调用，软件各功能主页前台与后台代码设计、数据逻辑结构设计等。
最终测试实现的各项功能。
2相关技术简介与需求分析
2.1设计技术
Android手机客户端的研发一般使用谷歌提供的Android-SDK开发工具包，由于安卓系统底层为Linuxkernel开源系统框架，所以我们可以使用JAVA语言进行开发，而JAVA语言是国际上最成熟且通用的，功能丰富而强大，具有很大的实用性和灵活性，开发周期短并且兼容性也特别高[2]。
2.1.1Linux命令集
Linux是一套研发出来并且免费使用，可以自由传播学习，类似于Unix的开源操作系统，她基于POSIX和UNIX，而且可以多个用户、多个任务同时进行，并且也支持多线程和多CPU的操作系统。
Linux命令是在Linux系统下的一套管理命令。
在Linux系统中，CPU、键盘的处理、存、鼠标、磁盘驱动器、用户等都规定为文件的形式，若正常运行需要的核心命令是Linux命令。
linux命令在系统中的类型分为以下两种：
1）置Shell命令2）Linux命令。
2.1.2JAVA开发语言
（1）JAVA开发语言简介
Java是一个可以写跨平台的应用软件，有着面向对象设计思想的编程语言，由SunMicrosystems公司在1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台（即JavaEE，JavaME，JavaSE）的总称[3]。
Java刚刚推广就非常流行，发展特别迅速，对C++产生了巨大的影响。
Java语言具有通用性、高效性、平台移植性和安全性，在个人PC、数据中心、游戏控制台、科学超级计算机、移动和互联网应用比较广泛。
随着云计算和移动互联网的成长，Java愈来愈显示出了自身的优势和广阔应用前景。
（2）JAVA的优势
众所周知，几乎所有的管理类应用软件开发者的平台上都有JAVA程序的运行，毫无疑问它的受大众之喜爱。
他有着一些特点是，简单、面向对象、分布式、解释性、健壮、安全与系统无关、可移植、高性能、多线程和动态。
2.1.3SQLite
SQL全称是“结构化查询语言（StructuredQueryLanguage）”，SQL是非过程化的高级编程语言，在高层数据结构上也允许用户进行正常工作[4]。
SQLite运用与Android，并且成为它的一个标准的数据库，它也可以使用SQL语句进行操作，是轻量级的嵌入式数据库。
因其具有一体化、使用方式灵活、非过程化、语言简单、语法简洁而被广泛使用[5]。
本次数据库设计工具是SQLiteExpertProfessional3.4。
2.2设计环境
Android所需的开发环境，PC端Windows32位操作系统、Android-SDK开发工具包、Eclipse+ADT插件、AndroidPlatform-tools、最新的模拟器镜像（androidvirtualdevicemanager）、AdobePhotoshopCS2[6]。
2.2.1Android-SDK开发工具
Android-SDK是基于window系统下使用的开发工具，可以开发跨平台的应用，同时也可以进行代码测试功能。
Eclipse的免费使用，谷歌也做了相应的一整套完美的插件，在高级的静态分析、代码剖析、代码涵盖以与单元测试工具都便利的开发人员。
Android-SDK谷歌原生版可以用来开发Android端APK，结合其他软件如WindowsVista，WindowsServer2008，Office2007，SQLServer2005和WindowsMobile应用程序[7]。
在本次开发中，该环境主要作为Android2.3以上版本的的设计的开发。
2.2.2模拟器镜像（androidvirtualdevicemanager）
安卓模拟器便利了开发人员，在Windows平台上创建一个模拟手机的模拟器。
同时也模拟出安卓手机的运行环境，极大了方便了我们的研发。
目前有许多款模拟器：
AndroidSDK是google为了方便android开发者而制作；BlueStacks安卓模拟器是现在比较流行的第三方的一款模拟器；安卓系统也可以用vmware虚拟机和VirtualBox虚拟机来模拟[8]。
2.2.3需求分析
综合现今网络较为普与和人们生活节奏加快与追求生活质量方式的转变等社会实情，我国众多企业的竞争空前激烈。
据信息部的统计数据显示，通讯行业的发展导致我国的手机用户也在增加迅速，已接近7.4亿。
未来的手机发展趋势将侧重于安全和数据通讯方面[9]。
对个人隐私的保护进行加强，对数据业务的研发进行加强，引入更多的多媒体功能，手机将成为个人的信息终端，而不是仅仅具有通话和文字消息的功能[8]。
通过实际中一些发展不错的手机管理软件的观察与分析，软件应具备以下特点：
●操作界面简洁，且易于操作
●安全性必须有保证
●功能模块分类明确
●可视化强，可以降低使用者的学习成本
●数据显示有详细数据参考，方便对比
●管理操作后台服务简易，减少用户操作
●权限的透明，让用户了解软件更多的权限功能，使用户更加放心
3设计总体分析
由于入境手机功能的强大，各类手机软件种类繁多，需要合理的管理，以与对手机隐私数据安全的保护，还有防盗功能的实现[10]。
因此对本项目的设计有以下目标：
开发一款具有实时管理手机软件运行状态的功能，实时监控手机软件非法操作的功能，具有软件锁定功能，具有手机防盗功能，具有手机数据备份功能等等一些对手机安全相关，对其他软件合理管理的管理软件。
3.1软件总体设计
本次设计，手机安全管理软件的设计与实现，实现了管理手机保护手机信息安全的基本功能，例如手机软件主动防御，手机遗失后的定位防盗，手机文件的安全管理等功能。
功能模块如下：
◆用户Home功能管理主页模块
◆手机安全防盗模块
◆短信拦截管理模块
◆手机软件管理与监控模块
◆手机进程服务管理
◆手机查杀功能模块
◆手机短信备份功能模块
◆流量管理统计模块
后台管理模块功能如下：
◆手机开机启动服务
◆监测来电短信，骚扰拦截服务
◆手机主动防御，实时监控服务
◆管理员管理模块
◆软件管理模块
◆进程管理模块
图3-1总体模块用例图
3.2模块用例图
3.2.1手机防盗模块
图3-2手机防盗模块用例图
3.2.2设置中心模块
图3-3设置中心模块用例图
3.2.3高级工具模块
图3-4高级工具模块用例图3
3.2.4软件管理模块
图3-5软件管理模块用例图
3.2.5通讯卫士模块
图3-6通讯卫士用例图
3.2.6进程管理模块
图3-7进程管理模块用例图
3.2.7手机杀毒模块
图3-8手机杀毒模块用例图
3.3文件夹与文件架构布局
开发Android程序时，首先要创建很多不同功能的类、以与不同的自定义控件，来完成基本的功能操作。
为规该软件的总体构架且方便设计，可以先把软件中可能用到的文件夹创建出来。
本设计所使用的文件夹与功能如下表3-1所示。
表3-1软件架构文件夹管理与功能
包名
描述
.QAUsaic.mobilesafe
基础包，放入主Activity
.QAUsaic.mobilesafe.db
数据库管理包
.QAUsaic.mobilesafe.domain
实体类管理包
.QAUsaic.mobilesafe.engine
引擎工具管理包
.QAUsaic.mobilesafe.receiver
接收者管理包
.QAUsaic.mobilesafe.safe
手机防盗模块包（开发过程中需要）
.QAUsaic.mobilesafe.service
软件开启的服务管理包
.QAUsaic.mobilesafe.test
测试包（用于开发中分阶段测试）
.QAUsaic.mobilesafe.ui
UI自定义控件管理包
.QAUsaic.mobilesafe.utils
总工具包
3.4数据库架构
根据软件检测需求，将各种信息按以上关系表更新到SQLite数据库。
4详细设计
4.1数据库设计
4.1.1数据表概要
各数据表的功能描述如表4-1所示。
表4-1数据库表
数据库名称
描述
antivirus.db
病毒特征库
address.db
归属地信息库
axisoffset.dat
火星坐标资源库
commonnum.db
常用工具信息库
contacts2
手机系统的联系人信息库
Mmssms
手机系统的短信保存信息库
4.1.2数据库操作类的编写
在开发项目中以类的形式因为封装、组合一些常用的函数和事件，所以既易于管理代码，又使代码的重用率得到了提高[11]。
在本设计中建立了5个公共类文件，用来执行各种数据库操作。
主要类名称与其功用如表4-2所示。
表4-2公共类文件说明
文件
描述
AntivirusDao
病毒库
ApplockDao
程序锁
BlackNumberDao
黑
CommonNumberQueryDao
短信数据库
4.2欢迎界面与主页的设计
该页面的加载包含数据的初始化，桌面快捷图标的创建，数据库的加载，程序版本的验证。
在程序运行过程中，此页面会给服务端进行版本验证，同时记录用户使用状态。
4.2.1欢迎界面设计
（1）前台页面设计
图4-1欢迎界面的设计
（2）后台主要功能代码设计
首先于后台生成CommomClass类，方便管理项目中用到的公共方法。
欢迎界面的处理：
更新版本的显示、获取配置文件、动画开启软件欢迎页、创建桌面快捷方式、初始化数据库、检查版本更新。
4.2.2主页设计
（1）前台页面设计
除开应用table对该页的整体布局外，要设置抽屉控件，分别加入了动画效果。
图4-2主界面的设计
（2）后台功能设计
后台登录界面主要由管理员名和管理员密码两个输入项，所以需添加两个Datalist控件。
界面读取点击事件，进入“手机防盗”，“通讯卫士”，“软件管理”，“进程管理”，“流量统计”，“手机杀毒”，“缓存清理”，“高级工具”，“设置中心”等模块。
4.3前台UI与功能模块设计
4.3.1手机防盗模块
手机防盗主要实现对手机防止被盗的保护。
进入“手机防盗”模块，提示用户设置手机保护密码，设置密码成功或验证成功后进入保护程序，主要有以下几个功能：
SIM卡变更警报、GPS追踪、远程销毁数据、远程锁屏。
（1）前台页面设计
a防盗页面注册和登录效果。
图4-3防盗模块进入前的注册与登录设计
首次进入防盗模块前，进行密码注册。
以后进入之前进行身份验证，保证功能安全操作。
b设置向导界面效果。
图4-4防盗模块进入后的设置向导设计
首次进入防盗模块，会带领用户进行防盗设置，进而开启防盗功能。
该防盗模块，使用了左右滑动进行，动画页面的切换。
每一步都需要验证上一步是否成功设置，都承上启下的防盗设置。
设置成功后，会绑定SIM卡，在SIM非法更换后，开启后台防盗机制，给予绑定的安全，该手机状态信息，手机将处于等待安全给予命令的状态。
c防盗模块容页效果、
图4-5防盗模块进入后的容页设计
此页展示了防盗功能的开启状态，也展示了用户的设置，用户可以进行，再次开启设置向导，进行修改设置容。
（2）主要功能代码设计
在包safe下，建立LostFindActivity类进行管理，手机防盗系统，在用户的设置向导里面，使用四个Activity进行切换展示，并且这四个Activity都继承了BaseSetupActivity，做了公共功能方法的抽取处理，统一管理这四个设置向导，在每次动画切换时，进行上一步的验证，保证用户在设置时，以此进行了安全设置，这样才可以开启，最高级别的防盗系统。
4.3.2短信拦截管理模块
用户可以通讯目录模块中，设置黑，进行短信的拦截操作，对相应的非法软件的短信接收，也会进行拦截与提示。
（1）前台页面设计
图4-6黑设置主体展示
图4-7黑的添加和删除
该黑的可以添加短信拦截，还是手机拦截，还有两种同时拦截，这里使用了广播机制，在收到和短信时，进行最高级别的拦截，验证是否在为黑数据库所来的操作，进行拦截防止打入。
（2）主要功能代码设计
首先需要定义CallSmsSafeActivity类对象，以便调用。
定义自定义方法dlBind和deplayTitle分别用于显示添加和删除黑。
自定义方法则调用自定义方法dlBindPage显示黑数据库信息。
BlackNumberDBOpenHelper首先为把添加的黑信息添加到数据库中。
4.3.3手机软件管理与监控模块
用户单击软件管理可以进入软件监控设置模块。
（1）前台页面设计
图4-8手机软件管理设计
（2）后台主要代码设计
在Page_Load事件中，调用自定义方法GetGoodsInfo将指定的详细信息显示出来，即首先从数据库获取指定的信息，然后逐步对TextBox赋值进行前台页面显示。
单击返回按钮时，触发click事件，页面返回到session[“aaddress”]的地址，即之前页面的地址，但为了方便，本页设置为直接跳回主页。
4.3.4手机查杀功能模块
用户单击软件管理可以进入软件监控设置模块。
（1）前台页面设计
图4-9手机查杀前台页面
（2）后台主要代码设计
创建AntiVirusActivity类，来开启手机查杀功能，逐行扫描手机部软件和文件，进行数据病毒体征码比对，把符合病毒特征的数据进行找到，并且进行杀除，进而保障了用户对软件的使用安全。
4.3.5手机工具箱功能模块
用户单击高级工具可以进入工具箱设置模块。
（1）前台页面设计
图4-10高级工具模块设计
（2）后台主要代码设计
对数据的查询，获取手机用户归属地信息，查询常用数据库，获取我们常用的，便于用户进行查阅。
手机短信备份，对手机短信进行本地保存，便于用户进行，珍贵信息保留，防止遗失。
4.3.6流量管理统计模块
用户单击流量管理可以进入流量统计模块。
（1）前台页面设计
图4-11手机流量统计设计
（2）后台主要代码设计
开启流量统计功能，实时查询，手机自带的部存储流量的文件，进行读取数据，并且本地保存，形成我们所看到的流量统计视图。
进而让用户更好的了解到自己，在流量使用上的情况。
4.3.7手机小火箭功能模块
用户单击进入设置管理可以开启手机小火箭功能模块。
（1）前台页面设计
图4-12手机小火箭模块设计
（2）后台主要代码设计
该小火箭的功能比较难，因为要在所以界面都要显示出悬浮球，并且在点击触发时变为小火箭，然后对小火箭的位置进行实时定位，在特定位置开启发射装置，在用户松手情况下开启动画，使得小火箭发射成功，然后启动清理缓存机制，进行，体验式清理手机存。
4.3.8桌面小控件功能模块
用户可以在桌面开启小控件，进行实时了解自己手机状态，桌面控件模块。
（1）前台页面设计
图4-13手机桌面小控件模块设计
（2）后台主要代码设计
开启手机桌面小控件，通过发送广播进行，监控实现实时显示手机存使用状况，并且加入了点击事件，可以使
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