展开
湖北国联计算机科技有限公司
  • 首页HOME
  • 公司简介INTRODUCTION
  • 安全防御DEFENSE
  • 软件开发SOFTWARE
  • 物联网IOT
  • 运行维护SRE
  • 成功案例CASE
  • 联系我们CONTACT
  • Defense Q&A |网安Q&A

    Android应用与系统安全防御
    来源:荆州网站建设 时间:2017-06-07

    Android应用的安全隐患包括代码安全、数据安全、组件安全、WebView等几个方面。

    1. 代码安全

    代码安全主要是指Android apk容易被反编译,从而面临软件破解,内购破解,软件逻辑修改,插入恶意代码,替换广告商ID等风险。我们可以采用以下方法对apk进行保护:

    1.1 代码混淆

      代码混淆可以在一定程度上增加apk逆向分析的难度。Android SDK从2.3开始就加入了ProGuard代码混淆功能,开发者只需进行简单的配置就可以实现对代码的混淆。

    1.2 Apk签名校验

      每一个软件在发布时都需要开发人员对其进行签名,而签名使用的密钥文件时开发人员所独有的,破解者通常不可能拥有相同的密钥文件,因此可以使用签名校验的方法保护apk。Android SDK中PackageManager类的getPackageInfo()方法就可以进行软件签名检测。

    1.3 Dex文件校验

      重编译apk其实就是重编译了classes.dex文件,重编译后,生成的classes.dex文件的hash值就改变了,因此我们可以通过检测安装后classes.dex文件的hash值来判断apk是否被重打包过。

      (1)读取应用安装目录下/data/app/xxx.apk中的classes.dex文件并计算其哈希值,将该值与软件发布时的classes.dex哈希值做比较来判断客户端是否被篡改。

      (2)读取应用安装目录下/data/app/xxx.apk中的META-INF目录下的MANIFEST.MF文件,该文件详细记录了apk包中所有文件的哈希值,因此可以读取该文件获取到classes.dex文件对应的哈希值,将该值与软件发布时的classes.dex哈希值做比较就可以判断客户端是否被篡改。

      为了防止被破解,软件发布时的classes.dex哈希值应该存放在服务器端。

      另外由于逆向c/c++代码要比逆向Java代码困难很多,所以关键代码部位应该使用Native C/C++来编写。

    1.4 逆向工具对抗

      对apk进行重打包常用的工具是apktool,apktool对于后缀为PNG的文件,会按照PNG格式进行处理,如果我们将一个非PNG格式文件的文件后缀改为PNG,再使用apktool重打包则会报错。

    1.5 调试器检测

      为了防止apk被动态调试,可以检测是否有调试器连接。在Application类中提供了isDebuggerConnected()方法用于检测是否有调试器连接,如果发现有调试器连接,可以直接退出程序。

      以上是使用比较多的几种保护方法,单独使用其中一种效果不大,应该综合运用。

    1.6 加壳保护

      使用加壳程序防止apk逆向是一种非常有效的方式,也是一个趋势。Jack_Jia在《Android APK加壳技术方案》一文中详细阐述了Android apk加壳原理以及几种加壳方案的具体实现。我们可以利用这几种方案对apk进行加壳。

      不过这种加壳方式是在Java层实现的,被反编译的风险仍然很大。为了克服这个缺点,今后可以研究采用如下思路来进行保护:

      将核心业务逻辑代码放入加密的.jar或者.apk文件中,在需要调用时使用Native C/C++代码进行解密,同时完成对解密后文件的完整性校验。如果需要更加安全的保护方法,可以考虑对so文件(Native C/C++代码编译得到的文件)进行加壳。Android so加壳主要需要解决两个问题:

      (1)对ELF文件加壳;

      (2)对Android SO的加载、调用机制做特殊处理。

      其实不管是Linux还是Windows,加壳的思路基本是一致的,简单点无非加密+拆解+混淆,复杂点如Stolen Code + VM等。所以确定好一个加壳方案之后,剩下的就是了解elf的文件结构和加载机制,然后自己写一套壳+loader。

      Android上的loader是/system/bin/linker,跟linux上的ld有一些区别。但主要过程还是一致的:map + relocate + init。

      Android so主要充当的角色是通过JNI与java交互,所以主要是作为一个库存在(也有一些so是可执行的),然后被Android runtime加载,并能被java层调用。所以对elf加完壳之后,还要对Android so做一些特殊处理:

      1. Android so被System.LoadLibrary()加载之后,会将so的信息存储在一个全局链表里,所以要保证脱壳后的so能被这个链表访问到。

      2. Android so库函数被java调用有两种方式:一种是通过registerNative注册,另一种是通过javah命名规则命名(参考http://blog.csdn.net/sno_guo/article/details/7688227)。所以一个通用的加壳方案要保证所有的库函数都能被调用,前者好解决,后者需要花点功夫。

      解决掉这两个问题之后,基本上一套Android SO加壳框架就成形了,后续就可以增加各种Anti tricks来完善壳的强度。

    参考文档:http://www.colordancer.net/blog/2014/01/05/android-native-so%E5%8A%A0%E5%A3%B3%E6%8A%80%E6%9C%AF/

    2. 数据安全

    2.1 存储安全问题

      关于数据存储可能出现的问题包括如下几点:外部存储(SD卡)上的文件没有权限管理,所有应用都可读可写。开发者把敏感信息明文存在 SD 卡上,或者动态加载的payload放在SD卡上。

    (1)明文存储敏感数据,导致直接被攻击者复制或篡改。

    (2)不恰当存储登陆凭证,导致攻击者利用此数据窃取网络账户隐私数据。

      解决方案:

    Android数据存储机制

          存储方式

    描述

    数据保密性

    Shared preferences

    用来存储一些简单配置信息的一种机制,使用Map数据结构来存储数据,以键值对的方式存储,采用了XML格式将数据存储到设备中。例如保存登录用户的用户名和密码。只能在创建它的应用中使用,其他应用无法使用。不能指定存储文件的位置,创建的存储文件保存在/data/data/<package   name>/shares_prefs文件夹下。支持的存储类型有:Boolean、Float、Integer、Long、String等

    可以设置四种模式:

    MODE_PRIVATE(默认模式,文件只能让创建的应用程序访问)、

    MODE_WORLD_WRITEABLE、

    MOED_WORLD_READABLE、

    MODE_APPEND

    内部存储

    在设备内存中存储数据。通常这些数据不允许被其它应用甚至终端用户访问。即使重启设备,这些数据仍然存在,不过当终端用户卸载程序后,这些数据就会被删除。

    可以设置三种模式:

    MODE_PRIVATE(默认模式)、MODE_WORLD_READABLE、

    MODE_WORLD_WRITABLE

    外部存储

    外部存储(SD卡)的数据是全局可读的。设备用户和其它应用都能读取、修改、删除这些数据

    数据默认是全局可读的

    SQLite数据库

    如果需要使用数据库的搜索和数据管理功能,则可以使用SQLite数据库存储机制

    程序内部可以任意访问,外部程序不能访问

    网络存储

    通过web服务器存储和获取数据

    基于web 服务器的设置

    2.2 传输安全问题

      • 不使用加密传输

      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。

      • 使用加密传输但忽略证书验证环节

      如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。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。这可能是因为开发者使用了自己生成的证书,客户端发现证书没有和可信CA 形成信任链,出现了CertificateException等异常,从而不得不做出这种选择。这种做法可能导致的问题是中间人攻击。

      我们在对敏感数据进行传输时应该采用基于SSL/TLS的HTTPS进行传输。由于移动软件大多只和固定的服务器通信,我们可以采用“证书锁定”(certificate pinning)方式在代码更精确地直接验证服务器是否拥有某张特定的证书。实现“证书锁定”的方法有二种:一种是实现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。

    3. 组件安全

      android应用内部的Activity、Service、Broadcast Receiver等组件是通过Intent通信的,组件间需要通信就需要在Androidmanifest.xml文件中配置,不恰当的组件配置、组件在被调用时未做验证、在调用其他组件时未做验证都会带来风险。

      可能产生的风险包括:

      (1)恶意调用

      (2)恶意接受数据

      (3)仿冒应用,例如(恶意钓鱼,启动登录界面)

      (4)恶意发送广播、启动应用服务。

      (5)调用组件,接受组件返回的数据

      (6)拦截有序广播

      比如:调用暴露的组件发短信、微博等。

      解决办法:

       (1)最小化组件暴露

      不参与跨应用调用的组件添加android:exported="false"属性,这个属性说明它是私有的,只有同一个应用程序的组件或带有相同用户ID的应用程序才能启动或绑定该服务。

         (2)设置组件访问权限

      对参与跨应用调用的组件或者公开的广播、服务设置权限。只有具有该权限的组件才能调用这个组件。

       (3)暴露组件的代码检查

      Android 提供各种API来在运行时检查、执行、授予和撤销权限。这些API 是 android.content.Context 类的一部分,这个类提供有关应用程序环境的全局信息。

    4. WebView

      存在的漏洞:

      漏洞利用:

      解决方式:

      1、如果无需与JS交互,请删除对addJavascriptInterface函数的调用;

      2、在载入页面时对URL进行白名单判定,只有存在白名单中的域才允许导出或调用相关的Java类或方法。

      参考资料:http://www.zhihu.com/question/22933619

    5. SQL注入

      使用字符串连接方式构造SQL语句就会产生SQL注入。

      解决方法:使用参数化查询。

      举例:http://www.maxwithcoco.com/notes/mobile-sec/apk-drozer-contentprovider

    5. 其他漏洞

      ROOT后的手机可以修改App的内购,或者安装外挂App等。

      Logcat泄露用户敏感信息。  

      恶意的广告包插件(可能存在后门、WebView漏洞等)

      UXSS漏洞:

           UXSS漏洞可以绕过同源策略访问存储在Android应用目录/data/data/[应用包名]/下的所有内容。

        如果产生该漏洞的是web浏览器,则攻击者可以利用该漏洞窃取浏览器存储的所有cookie信息以及其它信息。

        测试代码:

        代码地址:https://github.com/click1/uxss

        在线测试地址:http://uxss.sinaapp.com/index.php

        解决方法:

        1、服务端禁止iframe嵌套X-FRAME-OPTIONS:DENY。详见:http://drops.wooyun.org/papers/104

        2、客户端使用setAllowFileAccess(false)方法禁止webview访问本地域。详见:setAllowFileAccess(boolean)

        3、客户端使用onPageStarted (WebView view, String url, Bitmap favicon)方法在跳转前进行跨域判断。

        4、客户端对iframe object标签属性进行过滤。

      详情可参考:http://www.80vul.com/webzine_0x06/PSTZine_0x06_0x05.txt

    Android系统安全防御

    1. 操作系统安全问题

    2. 系统安全解决方案

    2.1 权限管理与隔离

      对运行在Android系统上的应用程序进行权限的细粒度管理和隔离,防止越权行为的发生和滥用权限获取敏感数据。

      可以采用MACMandatory Access Control)强制访问控制模型实现。它是一个针对Linux的安全加强系统SELinux中使用的安全模型,即任何进程想在SELinux系统中干任何事情,都必须先在安全策略配置文件中赋予权限。凡是没有出现在安全策略配置文件中的权限,进程就没有该权限。GoogleAndroid 4.4上正式推出了一套以SELinux为基础的系统安全机制SEAndroid。所以如果我们要定制一个Android系统,可以采用具有SEAndroid安全机制的Android 4.4版本。

    2.2 内核与应用层漏洞防护

      增加补丁更新功能,如果发现漏洞,及时提醒用户进行系统补丁更新。

    2.3 恶意程序检测与防护

      建立一套恶意代码防护模型,对运行在Android系统上的恶意程序进行检测,抵御恶意代码的入侵。

    2.4 数据安全存储与传输:

      对Android系统上的数据存储和数据传输进行加密保护,保证终端上数据能够安全地使用。

      

    以上内容由湖北国联计算机科技有限公司荆州网站建设荆州软件开发组转载自:http://www.cnblogs.com/goodhacker/p/3864680.html

    荆州地区政府网站建设 解决方案 专业团队 Copyright © 2016 武汉国联信通科技有限公司松滋分公司 地址:湖北省荆州市沙市区荆沙大道楚天都市佳园一期C区29栋112       地址:湖北省松滋市才知文化广场1141-1142号     邮编:434200 联系电话:0716-6666211     网站编辑部邮箱:business@gl-ns.com 备案号:鄂ICP备16011027号-1     企业名称:湖北国联计算机科技有限公司