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：
- 被授予的权限无法停止
- 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
- 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：
- 首先，判断permission名称。如果为空则直接返回PERMISSION_DENIED。
- 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。 - 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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