摘 要

随着时代的更替与通讯技术的与时俱进，手机逐渐成为人们不可替代的重要一部分，不止局限于通讯上，在日常生活、学习与工作中也担当者关键的角色。虽然使用手机的群体日益壮大，但是手机丢失或被盗，以及个人的隐私数据泄露等问题频发，慢慢的大众对电脑的信息安全的注意力也转移到了移动设备上。对于我国的首要的手机生产商来说，Android操作系统为主流手机操作系统。所以我将基于Android技术开发一款针对手机安全的应用。

本项目经过详细的需求分析提取了手机安全卫士的主要九个功能有手机防盗、通讯管理、软件管理、应用锁、病毒查杀、系统优化、自动升级和设置。然后经过概要设计对项目开发拥有了一个明确的方向，运用Android的关键技术如四大组件应用、SQLite数据库的操作、XML页面布局设计编写程序，其中，使用磨刀原型界面对应用进行了美观的设计。用户可以通过手机安全卫士拦截恶意信息，对手机应用软件进行管理以及提高手机的运行速度。

关键词：信息安全；隐私泄露；手机防盗；安全卫士

Abstract

With the change of times and the advancement of communication technology, mobile phones have gradually become an irreplaceable and important part of people. They are not only limited to communication, but also play a key role in daily life, study and work. Although the group using mobile phones is growing, problems such as loss of mobile phones, theft, and disclosure of personal privacy are frequent. The slow public attention to the information security of computers has also shifted to mobile devices. For China#39;s premier mobile phone manufacturers, the Android operating system is the mainstream mobile operating system. So I will develop an application for mobile security based on Android technology.
After detailed analysis of the requirements, the project extracted the main functions of mobile security guards: mobile phone anti-theft, communication guard, software management, application lock, mobile phone anti-virus, system optimization, automatic upgrade and setup. Then through the outline design, the project development has a clear direction, using the key technologies of Android such as four component applications, SQLite database operation, XML page layout design and writing program, in which the application of the sharpening prototype interface is beautiful. design. Users can block malicious information through mobile security guards, manage mobile application software and increase the speed of mobile phones.

Key Words:Information security; privacy disclosure; mobile phone security; security guards

目录

第1章 绪论 2

1.1 项目背景及意义 2

1.2 国内外发展现状 2

1.3 论文的结构安排 3

第2章 相关技术简述 4

2.1 Android操作系统的架构和原理 4

2.2 Android操作系统的安全机制 4

2.3 Android应用层开发技术 5

2.3.1 安卓四大组件 5

2.3.2 UI开发 5

2.3.3 持久化技术 5

2.3.4 MVC架构 6

2.4 本章小结 6

第3章 系统需求分析 7

3.1 用户需求分析 7

3.1.1 操作简易 7

3.1.2 界面美观 7

3.1.3 功能齐备 7

3.1.4 运行稳定 7

3.2 功能需求分析 8

3.2.1 手机防盗 8

3.2.2 通讯卫士 8

3.2.3 软件管理 9

3.2.4 进程管理 9

3.2.5 应用锁 9

3.2.6 病毒查杀 9

3.2.7 系统优化 9

3.2.8 系统更新 9

3.2.9 设置 10

3.3 可行性分析 10

3.3.1 应用可行性 10

3.3.2 开发可行性 10

3.3.3 经济可行性 10

3.4 本章小结 10

第4章 系统设计与实现 11

4.1 概要设计 11

4.2 手机防盗的设计与实现 12

4.2.1 开发流程 12

4.2.2 界面设计 13

4.2.3 技术相关 17

4.2.4 代码结构 17

4.3 通讯卫士的设计与实现 18

4.3.1 开发流程 18

4.3.2 界面设计 19

4.3.3 技术相关 21

4.3.4 代码结构 21

4.4 软件管理的设计与实现 22

4.4.1 开发流程 22

4.4.2 界面设计 23

4.4.3 代码结构 24

4.5 进程管理的设计与实现 24

4.5.1 开发流程 24

4.5.2 界面设计 25

4.5.3 代码结构 26

4.6 应用锁的设计与实现 26

4.6.1 开发流程 26

4.6.3 代码结构 28

4.6.2 界面设计 29

4.7 病毒查杀的设计与实现 32

4.7.1 开发流程 32

4.7.2 界面设计 33

4.7.3 技术相关 35

4.7.4 代码结构 35

4.8 系统优化的设计与实现 36

4.8.1 开发流程 36

4.8.2 界面设计 36

4.8.3 代码结构 37

4.9 系统更新的设计与实现 37

4.9.1 开发流程 37

4.9.2 界面设计 38

4.9.3 技术相关 40

4.9.4 代码结构 40

4.10 设置的设计与实现 40

4.10.1 开发流程 40

4.10.2 界面设计 40

4.10.3 代码结构 41

4.11 本章小结 41

第5章 系统软件测试 42

5.1 测试环境介绍 42

5.1.1 Android系统运行的硬件环境 42

5.1.2 Android系统运行的软件环境 42

5.2 功能性测试 42

5.3 兼容性测试 43

5.4 本章小结 43

第6章 总结和展望 45

6.1 收获总结 45

6.2 展望未来 45

参考文献 47

致谢 48

第1章 绪论

1.1 项目背景及意义

新一代信息技术正在逐渐拓展到各行各业、各部门、各领域，移动端软件发展也呈现出平台化和网络化的新特点。目前移动端操作系统平台的市场上Android和IOS两家独大，其中安卓系统更是占据着最大的市场份额^[1]。安卓平台适用于手机和平板电脑等多种移动终端，为人们的日常生活带来了巨大的变化。以支付为例，以往需要现金或者银行卡支付，操作繁琐且容易出错，而现在的移动支付软件只需轻松扫码即可实现支付，还避免找零，方便了人们的商品交换买卖活动。再例如即时通讯，在以往需要登录电脑终端才能够实现即时通讯的功能，但是现在通过手机就能够进行方便地通讯，实现了真正的随时随地的通讯，为人们的社交和沟通带来了极大的便利。

手机最开始只是能进行接打电话和收发消息的设备，发展到现在成为了集移动办公、移动支付等功能于一体的智能设备。随之而来的手机安全问题也变得越来越重要起来。手机安全出问题，不仅用户的隐私信息遭泄露、财产受到威胁，甚至可能给用户带来不可预料的损失和危险。另一方面，重要的商业信息，甚至国家安全信息一旦泄露，对整个社会来说也是极大地危害。尤其是安卓平台普及以来，各种病毒和流氓软件在手机上迅速传播开来。有的病毒和流氓软件泄露用户的隐私数据，进而导致电信诈骗案件频频发生，有的病毒和恶意软件甚至监听用户的通话，而有的病毒和恶意软件甚至能够获得用户的银行账户和密码，给用户带来直接的财产损失^[2]。

手机安全问题日益严峻，所以手机安全卫士的开发意义重大。本文设计和实现了一个基于安卓平台的手机安全卫士APP。针对某些恶意的通讯病毒，系统能够进行通讯的拦截，过滤恶意的电话和短信。针对恶意软件的权限滥用问题，系统能够通过权限管理来限制软件的权限获取。系统还能够搜集市面上提供的病毒软件包名，与手机中的程序包名进行比对识别出病毒。另外，系统还具备应用锁功能，保护用户的应用隐私。系统还具有远程防盗、进程管理、系统更新和优化等功能。

1.2 国内外发展现状

姚培娟, 张志利等认为安卓手机的安全问题通常由以下原因导致^[3]。一是安卓操作系统的开放模式允许大量的第三方应用商店存在，这就导致应用审核缺乏严格安全监督机制。二是安卓系统的授权机制不够细化，使得有的APP需要获取大量并不需要的权限才能够成功安装。三是完全由手机用户自己来授权应用程序，而大多数用户不了解具体的权限开放的危险，这就导致大量的应用获取了过度的权限。四是安卓系统自身的漏洞。因此，目前Android平台的安全防护策略主要可以归为两类，一类是通过对恶意软件进行检测和处理，在用户受到攻击之前实现安全防护，另一类则是通过对安卓系统底层的安全机制进行研究，从系统的基础层面提升安全性。

安卓手机安全卫士的研发吸引了大量的关注。朱楠建设计和实现了一个基于Android的手机安全卫士，具有基本的添加到黑名单的功能、缓存清理，以及常见的扫描清除病毒和防盗报警的功能^[4]。匡凤飞也实现了一个Android平台的手机安全卫士，系统能够对手机进程进行清理，还能够扫描检测和查杀病毒，同时还具备手机防盗功能^[5]。黄俊鑫, 白发明, 黄张孔等人设计和实现了一个手机安全卫士应用，运行于安卓平台，系统具备防盗报警和通信管理、病毒查杀、进程清理的功能，并且具有流量统计、备份等系统安全功能等^[6]。

目前市面上广泛被使用的几大手机安全卫士APP主要为360公司的手机安全卫士APP和腾讯开发的安全管家APP，以及各种具有自身特色的小型手机安全卫士应用。这些应用的核心功能通常为扫描杀毒、应用加锁、内存整理、缓存清理等。另外还有一些各具特色的功能，例如加密功能、流量统计功能等，有的安全卫士软件还具有资讯功能，为用户提供了更丰富的资讯获取方式。

1.3 论文的结构安排

本论文结构设计总共有六章，其主要的内容安排如下所示：

第1章绪论介绍手机安全卫士的研究背景和意义、国内外手机安全发展现状、论文的主要工作和结构安排。

第2章简述了系统涉及到的关键技术和系统开发环境。

第3章对项目进行需求分析，先进行用户需求分析，再对功能需求分析。

第4章介绍系统的详细设计和实现。

第5章对系统软件进行功能性测试和兼容性测试。

第6章概述毕业设计完成的任务，总结本文完成的工作并计划之后手机安全卫士软件开发的后续工作。

第2章 相关技术简述

2.1 Android操作系统的架构和原理

根据曾健平, 邵艳洁等人的总结^[7]，安卓系统的架构从底层到顶层可以分为：Linux内核层（Linux Kernel）、系统运行库层（System Libraries）、应用程序框架层（Application Framework）、应用程序层（Application）。安卓系统的架构图如图所示。

Linux内核层主要包括了操作系统的内核和一些硬件的驱动，例如摄像头驱动、显示驱动、蓝牙驱动等。系统通过这些驱动软件操作手机的摄像头、屏幕等硬件。

系统库层主要包括了一些使用C/C 语言编写的核心库软件，它们为安卓系统的各个组件提供了基础。系统库主要包括了界面管理器、多媒体框架、SQLite数据库等等。另外，该层还包括了安卓的运行时环境系统。安卓运行时环境系统主要包括了经过优化的java虚拟机（Dalvik）和核心库（Core Libraries）。其中Dalvik虚拟机针对移动设备进行了深度的优化，具备轻巧、高性能的特点。

安卓应用程序框架层是应用层的APP的基础，主要包括了活动管理器（Activity Manager）、包管理器（Package Manager）、资源管理器（Resources Manager）等基础的框架。这些框架能够为应用层的APP程序提供服务。

应用层则是日常中经常使用的安卓APP了。系统内置的记事本、短信、文件夹等工具，以及用户自己安装的QQ、微信等应用，这些都属于应用层的软件。常见的安卓应用开发也是开发这一层的软件。

2.2 Android操作系统的安全机制

根据符易阳, 周丹平的研究^[8],安卓系统自身的安全机制从下到上分成三个层次，首先是Linux内核自身的安全机制，其次是系统运行库的安全机制，最上层是应用程序框架层提供的安全机制。

Linux内核的安全机制主要是操作系统内核自身的安全策略。其中POSIX User机制可以使得每一个应用安装后都绑定一个唯一的ID，这就使不同程序运行在不同的进程中，从而为每个程序提供了一个沙箱。而Linux内核的文件访问控制也被应用到安卓中，能够保证文件的安全。

安卓本地库和和运行时环境安全机制包括了内存管理单元、强类型安全语言、移动设备安全等机制。其中内存管理单元是操作系统提供的经典安全策略，能够将每个进程分配到虚拟的内存空间中，避免进程之间干扰引发安全隐患。而强类型安全语言java开发语言自身是强类型的，即在编译时能够进行类型检查。移动设备安全指的是移动端具有的的认证、授权、审计机制。

应用程序层的安全机制主要包括了权限的控制、组件的封装、应用的签名等安全机制。权限的控制指的是，安卓应用程序想要进行敏感操作，必须先要获取相应的权限。安卓内置了100多种权限，应用在安装和运行时必须申请相应的权限才能正常运行。则兼封装指的是，只有通过组件封装，程序的内容才能被其他程序访问，否则不能够被访问。而签名机制指的是每一个应用在安装时都经过数字签名，具有相同数字签名的应用被认为来自同源开发者，能够在一定程度识别恶意程序。

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