Android进阶-Android系统信息与安全机制

Android系统信息获取

要获取系统的配置信息，通常可以从以下两个方面获取：

• android.os.Build
• SystemProperty

android.os.Build

android.os.Build类里面的信息非常丰富，它包含了系统编译时的大量设备、配置信息，下面列举以下常用的信息：

Build.BOARD   //主板
Build.BRAND   //Android系统定制商
Build.SUPPORTED_ABIS   //CPU指令集
Build.DEVICE   //设备参数
Build.DISPLAY   //显示屏参数
Build.FINGERPRINT   //唯一编号
Build.SERIAL   //硬件序列号
Build.ID   //修订版本列表
Build.MANUFACTURER   //硬件制造商
Build.MODEL   //版本
Build.HARDWARE   //硬件名
Build.PRODUCT   //手机产品名
Build.TAGS   //描述Build的标签
Build.TYPE   //Builder类型
Build.VERSION.CODENAME   //当前开发代号
Build.VERSION.INCREMENTAL   //源码控制版本号
Build.VERSION.RELEASE   //版本字符串
Build.VERSION.SDK_INT   //版本号
Build.HOST   //host值
Build.USER   //User名
Build.TIME   //编译时间

SystemProperty

SystemProperty包含了许多系统配置属性值和参数，很多信息与上面通过android.os.Build获取的值是相同的，下面同样列举了一些常用的信息：

os.version   //OS版本
os.name   //OS名称
os.arch   //OS架构
user.home   //Home属性
user.name   //Name属性
user.dir   //Dir属性
user.timezone   //时区
path.separator   //路径分隔符
line.separator   //行分隔符
file.separator   //文件分隔符
java.vendor.url   //Java vender Url属性
java.class.path   //Java Class属性
java.class.version   //Java Class版本
java.vendor   //Java Vender属性
java.version   //Java版本
java.home   //Java Home属性

Android系统信息实例

下面通过实例帮助我们了解这些系统信息
通过android.os.Build类，可以直接获得一些Build提供的系统信息，而通过SystemgetProperty(“XXXX”)，我们可以访问到系统的属性值：

String board = Build.BOARD;
String brand = Build.BRAND;

String os_version = System.getProperty("os.version");
String os_name = System.getProperty("os.name");

• 还可以通过命令行模式查看系统信息：

在system/build.prop文件中，包含了很多RO属性值，打开命令行窗口，进入/System目录，通过cat build.prop命令查看文件信息

• 还可以通过adb shell的getprop来获取对应的属性值：

进入adb shell，使用getprop ro.build.id获取信息

• 还有一个非常重要的目录存储系统信息—/proc目录：

命令行模式进入/proc文件目录，使用cat cpuinfo命令打开cpuinfo文件查看系统信息

Android Apk应用信息获取之PackageManager

以上都是获取系统信息的，接下来看看如何获取Apk应用信息。在ADB Shell命令中，提到应用相关的东西，我们会想到两个非常强大的助手PM和AM。

• PM(PackageManager)：主宰着应用的包管理，
• AM(ActivityManager)：主宰着应用的活动管理。

PackageManager

下图中，最里面的框代表整个Activity的信息，系统提供了ActivityInfo类来进行封装。最外面的框代表着整个Mainifest文件中节点的信息，系统提供了PackageInfo来进行封装。而Android系统提供了PackageManager来负责管理所有已安装的App。

这些封装信息就像我们自己封装的Bean对象一样，用来封装程序的相关信息，下面列举一些常用的系统封装信息：

• ActivityInfo

ActivityInfo封装了在Mainifest文件中<activity></activity>和<rceiver></rceiver>之间的所有信息，包括name、icon、lable、launchMode等。

• ServiceInfo

ServiceInfo与ActivityInfo类似，它封装了<service></service>之间的所有信息

• ApplicationInfo

ApplicationInfo也是一样，它封装了<application></application>之间的信息。ApplicationInfo包含了很多Flag。
1. FLAG_SYSTEM：表示为系统应用
2. FLAG_EXTERNAL_STORAGE：表示安装在SDCard上的引用

• PackageInfo

PackageInfo与前面三个Info类类似，都是封装Mainifest文件的相关节点信息，而PackageInfo包含了所有的Activity、Service等信息。

• ResolveInfo

ResolveInfo比较特殊，它封装的是包含<intent>信息的上一级信息，所以它可以返回ActivityInfo、ServiceInfo包含<intent>的信息。它可以用来找到那些包含特定Intent条件的信息，如带分享功能、播放功能的应用。

PackageManager经常使用以下的方法：

getPackageManager()   //通过这个方法可以返回一个PackageManager对象
getApplicationInfo()   //以ApplicationInfo的形式返回指定包名的ApplicationInfo
getApplicationIcon()   //返回指定包名的Icon
getInstalledApplications()   //以ApplicationInfo的形式返回安装的应用
getInstalledPackages()   //以PackageInfo的形式返回安装的应用
queryIntentActivities()   //返回指定Intent的ResolveInfo对象、Activity集合
queryIntentServices()   //返回指定Intent的ResolveInfo对象、Service集合
resolveActivity()   //返回指定Intent的Activity
resolveService()   //返回指定Intent的Service

下面通过实际的例子来了解一下PackageManager筛选不同类型App的应用。判断App类型的依据，就是利用ApplicationInfo中的FLAG_SYSTEM来判断：

app.flags & ApplicationInfo.FLAG_SYSTEM

通过这样的标志区分，可以判断出以下几种不同的应用类型。

• 如果当前应用的app.flags & ApplicationInfo.FLAG_SYSTEM!=0，则为系统应用
• 如果当前应用的app.flags & ApplicationInfo.FLAG_SYSTEM<=0，则为第三方应用
• 特殊的，当系统应用升级后，也将会成为第三方应用： flags &
  ApplicationInfo.FLAG_UPDATED_SYSTEM_APP != 0
• 如果当前应用的flags & ApplicationInfo.FLAG_EXTERNAL_STORAGE != 0
  则为安装在SDCard上的应用

继续分析，封装一个Bean来保存我们所需要的字段：

public class PMAppInfo {
    private String appLabel;
    private Drawable appIcon;
    private String pkgName;
    public PMAPPInfo(){
    }
    public String getAppLabel() {
        return appLabel;
    }
    public void setAppLabel(String appLabel) {
        this.appLabel = appLabel;
    }
    public Drawable getAppIcon() {
        return appIcon;
    }
    public void setAppIcon(Drawable appIcon) {
        this.appIcon = appIcon;
    }
    public String getPkgName() {
        return pkgName;
    }
    public void setPkgName(String pkgName) {
        this.pkgName = pkgName;
    }
}

接下来，通过上面所说的判断方法来判断各种类型的应用：

private List getAppInfo(int flag) {
    // 获取PackageManager对象
    pm = this.getPackageManager();
    // 获取应用信息
    List listAppcations = pm
            .getInstalledApplications(
                    PackageManager.GET_UNINSTALLED_PACKAGES);
    List appInfos = new ArrayList();
    // 判断应用类型
    switch (flag) {
        case ALL_APP:
            appInfos.clear();
            for (ApplicationInfo app : listAppcations) {
                appInfos.add(makeAppInfo(app));
            }
            break;
        case SYSTEM_APP:
            appInfos.clear();
            for (ApplicationInfo app : listAppcations) {
                if ((app.flags & ApplicationInfo.FLAG_SYSTEM) != 0) {
                    appInfos.add(makeAppInfo(app));
                }
            }
            break;
        case THIRD_APP:
            appInfos.clear();
            for (ApplicationInfo app : listAppcations) {
                if ((app.flags & ApplicationInfo.FLAG_SYSTEM) <= 0) {
                    appInfos.add(makeAppInfo(app));
                } else if ((app.flags &
                        ApplicationInfo.FLAG_UPDATED_SYSTEM_APP) != 0) {
                    appInfos.add(makeAppInfo(app));
                }
            }
            break;
        case SDCARD_APP:
            appInfos.clear();
            for (ApplicationInfo app : listAppcations) {
                if ((app.flags &
                        ApplicationInfo.FLAG_EXTERNAL_STORAGE) != 0) {
                    appInfos.add(makeAppInfo(app));
                }
            }
            break;
        default:
            return null;
    }
    return appInfos;
}

其中makeAppInfo()方法是用来保存数据到Bean的一个方法：

private PMAppInfo makeAppInfo(ApplicationInfo app) {
    PMAppInfo appInfo = new PMAppInfo();
    appInfo.setAppLabel((String) app.loadLabel(pm));
    appInfo.setAppIcon(app.loadIcon(pm));
    appInfo.setPkgName(app.packageName);
    return appInfo;
}

运行结果：

Android Apk应用信息获取之ActivityManager

PackageManager和ActivityManager在使用上各有侧重点，PackageManager重点在于获得应用的包信息，而ActivityManager重点在于获得运行的应用程序信息。
ActivityManager也封装了不少的Bean对象，下面几个是比较重要的:

• ActivityManager.MemoryInfo

MemoryInfo有几个非常重要的字段：availMem（系统可用内存），totalMem（总内存），threshold（低内存的阈值，即区分是否低内存的临界值），lowMemory（是否处于低内存）

• Debug.MemoryInfo

这个Debug.MemoryInfo用于统计进程下的内存信息

• RunningAppProcessInfo

运行进程的信息，存储的字段自然是进程相关的信息，存储的字段有：processName（进程名），pid（进程pid），uid（进程uid），pkgList（该进程下的所有包）

• RunningServiceInfo

用于封装运行的服务信息，在它里面同样包含了一些服务进程信息，同时还有一些其他信息，activeSince（第一次被激活的时间、方式），foreground（服务是否在后台执行）

下面通过实际的例子来了解一下ActivityManager是如何使用的，与在PackManager中一样，封装一个Bean来保存我们需要的信息字段：

public class AMProcessInfo {
    private String pid;
    private String uid;
    private String memorySize;
    private String processName;
    public AMProcessInfo() {
    }
    public String getPid() {
        return pid;
    }
    public void setPid(String pid) {
        this.pid = pid;
    }
    public String getUid() {
        return uid;
    }
    public void setUid(String uid) {
        this.uid = uid;
    }
    public String getMemorySize() {
        return memorySize;
    }
    public void setMemorySize(String memorySize) {
        this.memorySize = memorySize;
    }
    public String getProcessName() {
        return processName;
    }
    public void setProcessName(String processName) {
        this.processName = processName;
    }
}

接下来，可以通过调用getRunningAppProcesses()方法，返回当前运行的进程信息，并将我们关心的信息保存到Bean中：

private List getRunningProcessInfo() {
        mAmProcessInfoList = new ArrayList();
        List appProcessList =
                mActivityManager.getRunningAppProcesses();
        for (int i = 0; i < appProcessList.size(); i++) {
            ActivityManager.RunningAppProcessInfo info =
                    appProcessList.get(i);
            int pid = info.pid;
            int uid = info.uid;
            String processName = info.processName;
            int[] memoryPid = new int[]{pid};
            Debug.MemoryInfo[] memoryInfo = mActivityManager
                    .getProcessMemoryInfo(memoryPid);
            int memorySize = memoryInfo[0].getTotalPss();
            AMProcessInfo processInfo = new AMProcessInfo();
            processInfo.setPid("" + pid);
            processInfo.setUid("" + uid);
            processInfo.setMemorySize("" + memorySize);
            processInfo.setProcessName(processName);
            mAmProcessInfoList.add(processInfo);
        }
        return mAmProcessInfoList;
    }

运行结果：

解析Package.xml获取系统信息

在系统初始化的时候，PackageManager的底层实现类PackageManagerService会去扫描系统中的一些特定的目录，并解析其中的Apk文件。同时，Android把它获得的引用信息，保存在XML文件中，做成一个应用的花名册，当系统中的Apk安装、删除、升级时，它也会被更新，这个小册子，就是位于/data/system/目录下的—Packages.xml文件，通过ADB Pull命令可以将它到处本地。

Packages.xml文件是非常复杂的，所以要了解一下这个文件所包含的信息点标签：

• <permissions>标签

permissions标签定义了目前系统中的所有权限，并分为两类：系统定义的和Apk定义的

• <package>标签

package代表的是一个Apk的属性，其中各节点的信息含义如下所示：
1. name：APK的包名
2. cadePath：APK安装路径，主要在/system/app和data/app两种，前者是厂商定制的Apk，后者是用户安装的第三方Apk
3. userid：用户ID
4. version：版本

• <perms>标签

对应Apk的AndroidManifest文件中的<uses-permission>标签，记录Apk的权限信息

Android安全机制

Android安全机制简介

安全不管在哪个平台、那个语言中，都是非常重要的一环。Android开发者在Android系统中建立了五道防线来保护Android系统的安全

• 第一道防线：代码安全机制—代码混淆proguard

由于Java语言的特殊性，即使是编译成Apk的应用程序也存在被反编译的风险。而proguard则是在代码层面上对Android应用程序App的第一重保护，它可以混淆关键代码、替换命名让破坏者阅读困难，同时也可以压缩代码、优化编译后的Java字节码。

• 第二道防线：应用接入权限控制AndroidMainifest文件权限声明、权限检查机制

任何应用程序App在使用Android首先资源的时候，都需要显示向系统声明所需要的权限，只有当一个应用App具有相应的权限，才能在申请受限资源的时候，通过权限机制的检查并使用系统的Binder对象完成对系统服务的调用。但是这道防线也有这先天性不足，如下几项：

1. 被授予的权限无法停止
2. 在应用声明App使用权限时，用户无法针对部分权限进行限制
3. 权限的声明机制与用户的安全理念相关

Android系统通常按照以下顺序来检查操作者的权限：

1. 首先，判断permission名称。如果为空则直接返回PERMISSION_DENIED。
2. 其次，判断Uid。如果为0则为Root权限，不做权限控制；如果为System
   Server的Uid则为系统服务，不做权限控制；如果Uid与参数中的请求Uid不同，则返回PERMISSION_DENIED。
3. 最后，通过调用packagemanageservice.checkUidPermission()方法判断该Uid是否具有相应的权限。该方法会去XML的权限列表和系统级的platform.xml中进行查找

通过上面的步骤，Android就确定了使用者是否具有某项使用权限。

• 第三道防线：应用签名机制—数字证书

Android中所有的App都会有一个数字证书，这就是App的签名，数字证书用于保护App的做着对其App的信任关系，只有拥有相同数字签名的App，才会在升级时被认为是同一App。而且Android系统不会安装没有签名的App。

• 第四道防线:Linux内核层安全机制—Uid、访问权限控制

Android本质是给予Linux内核开发的，所以Android同样继承了Linux的安全特性，比如文件访问机制，Linux文件系统的权限控制是由user、group、other与读(r)、写(w)、执行(x)的不同组合来实现的，同样，Android也实现了这套机制，通常情况下，只有System、root用户才有权限访问系统文件，而一般用户无法访问。

• 第五道防线：Android虚拟机沙箱机制—沙箱隔离

Android的App运行在虚拟机中，因此才有沙箱机制，可以让应用之间相互格力。通常情况下，不同的应用之间不能相互访问，每个App都有与之对象的Uid，每个App也运行在单独的虚拟机中，与其他应用完全隔离。在实现安全机制的基础上，也让应用之间能够互不影响，即使一个应用崩溃，也不会导致其他应用异常。

Android系统安全隐患

• 代码漏洞
• Root风险
• 安全机制不健全
• 用户安全意识
• Android开发原则与安全

Android Apk反编译

之前的博客有详解：Android-APK反编译的详解

Android Apk加密

由于java字节码的特殊性，使得它非常容易被反编译。因此，为了能够对编译好的JavaClass文件一些保护，通常会使用ProGuard来对Apk进行混淆处理，用无异议的字母来重命名类、字段、方法和属性。当然，ProGuard不仅仅可以用来混淆代码，还可以删除无用的类、字段、方法和属性，以及删除没用的注释，最大限度地优化字节码文件。

在Android Studio中，可以非常方便地使用ProGuard，在Gradle Scripts文件夹下，打开build.gradle(Module:app)，显示如下：

buildTypes {
    release {
        minifyEnabled false
        proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
    }
}

这里的minifyEnabled就是打开ProGuard的开关，proGuardFiles属于配置混淆文件，分为两部分：

• 使用默认的混淆文件，位于< SDK目录>/tools/proguard/proguard-android.txt目录下
• 使用自定义混淆文件，可以在项目的App文件夹找到这个文件，在这个文件里可以定义引入的第三方依赖包的混淆规则

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