基于ARM虚拟化扩展的Android内核动态度量方法

针对现阶段内核级攻击对Android系统完整性的威胁,提出一种基于ARM虚拟化扩展的Android内核动态度量方法DIMDroid。该方法利用ARM架构中的硬件辅助虚拟化技术,提供度量模块与被度量Android系统的隔离,首先通过分析在Android系统运行时影响内核完整性的因素从而得到静态和动态度量对象,其次在度量层对这些度量对象进行语义重构,最后对其进行完整性分析来判断Android内核是否受到攻击;同时通过基于硬件信任链的启动保护和基于内存隔离的运行时防护来保证DIMDroid自身安全。实验结果表明,DIMDroid能够及时发现破环Android内核完整性的rootkit,且该方法的性能损失在可接受范围内。     

基于硬件虚拟化的虚拟机进程代码分页式度量方法

云环境下恶意软件可利用多种手段篡改虚拟机（VM）中关键业务代码,威胁其运行的稳定性。传统的基于主机的度量系统易被绕过或攻击而失效,针对在虚拟机监视器（VMM）层难以获取虚拟机中运行进程完整代码段并对其进行完整性验证的问题,提出基于硬件虚拟化的虚拟机进程代码分页式度量方法。该方法以基于内核的虚拟机（KVM）作为虚拟机监视器,在VMM层捕获虚拟机进程的系统调用作为度量流程的触发点,基于相对地址偏移解决了不同版本虚拟机之间的语义差异,实现了分页式度量方法在VMM层透明地验证虚拟机中运行进程代码段的完整性。实现的原型系统——虚拟机分页式度量系统（VMPMS）能有效度量虚拟机中进程,性能损耗在可接受范围内。     

基于虚拟机监控技术的可信虚拟域

针对云计算中带内完整性度量方案存在的依赖操作系统安全机制、部署复杂和资源浪费等问题,提出了基于虚拟机监控技术的带外完整性度量方案,可用于为云计算基础设施即服务（IaaS）的租户提供可信的虚拟域。该方案包括域外监控方案和域内外协同监控方案两部分。前者可对开源Linux虚拟域实现完全透明的完整性度量,同时弥补了其他基于系统调用捕获的域外方案所存在的不足。后者将实时度量与预先度量方法、域内度量与域外度量方法、细粒度的注册表度量方法和基于系统调用的域间信息传输方法相结合,可对不完全开源的Windows虚拟域实现完整性度量。实验证明了方案的度量能力是完备的、性能影响是可接受的。     

一种借助系统调用实现基于信息流的完整性度量的方法

提出一种借助系统调用实现基于信息流的完整性度量的方法。该方法将度量过程分为离线阶段和运行阶段。在离线阶段,软件执行的系统调用被监控和记录,结合系统调用和信息流的关系抽象出软件的信息流基准值。在运行阶段,分析软件运行时的系统调用信息,获得软件运行时的信息流,根据信息流基准值检查软件的信息流是否出现异常,度量软件的完整性。为了验证方法的可行性,文章以Apache服务器为例,实现该方法的原型系统。实验表明该方法能够发现软件运行时完整性被破坏而出现的异常信息流。     

基于软件完整性级别的软件可靠性度量选取框架

选取合适的软件可靠性度量,对于软件质量保证及项目管理有着重要意义。现有的软件可靠性度量选取方法没有考虑软件完整性级别这个重要的设计属性。完整性级别表示软件特性的取值范围,该范围对将系统风险保持在可容忍的限度内是必需的,其对软件可靠性水平有显著影响。提出了一种基于完整性级别的可靠性度量选取框架:首先给出基于完整性级别的度量选取体系;然后在选取体系的基础上,给出相应的度量选取方法;最后,将提出的度量选取框架应用于ISO/IEC 9126质量模型中的外部软件可靠性度量,根据度量的特点将每种度量不同程度(基本、条件及参考)地推荐给不同的完整性级别。实例表明,基于完整性级别的度量选取技术是系统且有效的,所推荐的度量可以满足软件尤其是安全关键软件在不同完整性级别上的需求。     

基于权限管理的Android应用行为检测

随着智能移动终端数量的增加,越来越多的安全问题成为困扰终端进一步发展的障碍。当前市场大部分安全软件不能够实现对应用行为的实时监控,极少安全软件需要root权限才能实现应用行为实时的监控。文章基于Android应用框架层的定制,利用Android系统Permission机制的动态检查模式实现应用运行时行为的检测。Android应用通过〈user-permission〉申请所需权限,在运行过程中需要调用对应的API或者访问系统数据时,会发生系统权限检查,从而实现对应用行为的监控。相对在应用层进行应用行为的监控要更简洁有效,通过在框架层的定制更好地实现了对应用行为的监控,同时带给系统的损耗更小。     

Android安全综述

Android是一款拥有庞大市场份额的智能移动操作系统,其安全性受到了研究者的广泛关注.介绍了Android的系统架构,分析了Android的安全机制,从系统安全和应用安全2个角度对其安全性能和相关研究进行了讨论.Android系统安全包括了内核层安全、架构层安全和用户认证机制安全3个方面.内核层和架构层的安全威胁主要来自于安全漏洞,内核层的安全研究集中于将SELinux引入内核层以增强安全性能,架构层的安全研究集中于权限机制的改进和应用编程接口(application programming interface,API)的安全实现、规范使用.用户认证机制直接关系到整个系统的隐私数据安全,实现方式灵活多样,得到了研究者的广泛关注.Android应用安全的研究包括了恶意应用检测和漏洞挖掘2项技术,对恶意应用的伪造技术、应用安装时恶意应用检测技术和应用运行过程中实时行为监控技术进行了讨论,对组件暴露漏洞和安全相关API的调用漏洞2类漏洞的相关研究进行了介绍.最后,总结了Android安全研究现状,讨论了未来的研究方向.     

一种基于完整性保护的终端计算机安全防护方法

终端计算机是网络空间活动的基本单元,其安全性直接关系着网络环境和信息系统的安全.提出了一种基于完整性保护的终端计算机安全防护方法,它将完整性度量和实时监控技术相结合,保证终端计算机运行过程的安全可信.建立了以TPM为硬件可信基、虚拟监控器为核心的防护框架,采用完整性度量方法建立从硬件平台到操作系统的基础可信链;在系统运行过程中监控内核代码、数据结构、关键寄存器和系统状态数据等完整性相关对象,发现并阻止恶意篡改行为,以保证系统的完整、安全和可靠.利用Intel VT硬件辅助虚拟化技术,采用半穿透结构设计实现了轻量级虚拟监控器,构建了原型系统.测试表明,该方法能够对终端计算机实施有效的保护,且对其性能的影响较小.     

基于可信计算的动态完整性度量模型

静态完整性度量不能保护系统在运行过程中的完整性。为此,提出一种基于可信计算的动态完整性度量模型。在现有的完整性度量架构中引入虚拟化技术,有助于系统管理员掌握系统在运行过程中的完整性。在软件加载后,对运行中的进程行为进行监控,动态度量其完整性。分析结果表明,该模型能防止运行过程中恶意攻击破坏系统的完整性,从而提高系统安全性。     

Android系统应用程序组件安全性分析

针对当前Android系统第三方应用程序组件中普遍存在的各种安全问题,分析了引起这种问题的原因。提出了一种基于静态分析Android应用程序中四种组件的属性信息和Java系统服务中的敏感API（Application Programming Interface）调用信息,通过构建Android应用程序的函数调用关系图,检测组件入口函数和和敏感API之间可能存在的不安全的静态可执行路径。该方案主要利用反编译、XML（extensible markup language）文件解析和正则表达式匹配技术以获取应用程序的组件和敏感API的调用信息。实验结果表明了该方案的可行性和有效性。     

VAnDroid: A framework for vulnerability analysis of Android applications using a model-driven reverse engineering technique

Android is extensively used worldwide by mobile application developers. Android provides applications with a message passing system to communicate within and between them. Due to the risks associated with this system, it is vital to detect its unsafe operations and potential vulnerabilities. To achieve this goal, a new framework, called VAnDroid, based on Model Driven Reverse Engineering (MDRE), is presented that identifies security risks and vulnerabilities related to the Android application communication model. In the proposed framework, some security-related information included in an Android app is automatically extracted and represented as a domain-specific model. Then, it is used for analyzing security configurations and identifying vulnerabilities in the corresponding application. The proposed framework is implemented as an Eclipse-based tool, which automatically identifies the Intent Spoofing and Unauthorized Intent Receipt as two attacks related to the Android application communication model. To evaluate the tool, it has been applied to several real-world Android applications, including 20 apps from Google Play and 110 apps from the F-Droid repository. VAnDroid is also compared with several existing analysis tools, and it is shown that it has a number of key advantages over those tools specifically regarding its high correctness, scalability, and usability in discovering vulnerabilities. The results well indicate the effectiveness and capacity of the VAnDroid as a promising approach in the field of Android security.     

基于内存取证的内核完整性度量方法

内核级攻击对操作系统的完整性和安全性造成严重威胁.当前,内核完整性度量方法在度量对象选取上存在片面性,且大部分方法采用周期性度量,无法避免TOC-TOU攻击.此外,基于硬件的内核完整性度量方法因添加额外的硬件使得系统成本较高;基于Hypervisor的内核完整性度量方法,应用复杂的VMM带来的系统性能损失较大.针对现有方法存在的不足,提出了基于内存取证的内核完整性度量方法KIMBMF.该方法采用内存取证分析技术提取静态和动态度量对象,提出时间随机化算法弱化TOC-TOU攻击,并采用Hash运算和加密运算相结合的算法提高度量过程的安全性.在此基础上,设计实现了基于内存取证的内核完整性度量原型系统,并通过实验评测了KIMBMF的有效性和性能.实验结果表明：KIMBMF能够有效度量内核的完整性,及时发现对内核完整性的攻击和破坏,且度量的性能开销小.     

Android系统服务信息分层获取方法

获取Android系统服务关键信息有利于实现对Android系统的漏洞挖掘和安全评估。为解决当前系统服务关键信息获取方法存在系统源码依赖度高、兼容性差导致的信息获取不全面的问题,提出一种Android系统服务信息分层获取方法。该方法通过在Android系统的应用层、框架层和内核层分别建立完整的Binder通信行为监控视图,解析服务依赖关系、服务进程信息与接口参数规范,在不依赖源码的前提下实现系统服务关键信息的自动化获取。在多个Android设备中进行系统服务关键信息获取实验,结果表明该方法能全面地获取多项系统服务关键信息,具备更强的实用性。     

Android安全性分析

从Android系统的系统框架入手,全面深入地分析了Android系统的安全机制与组成部分,进而得出Android面临的安全隐患与攻击行为。为增强Android的安全性,针对应用程序级攻击与内核级攻击行为．研究了XManDroid框架与基于logcat模式的内核行为分析框架,检测并阻止针对Android的恶意攻击行为,有效地保护了Android系统的安全。     

Kynoid: Real-time enforcement of fine-grained,user-defined,and data-centric security policies for Android

We introduce Kynoid, a real-time monitoring and enforcement framework for Android. Kynoid is based on user-defined security policies which are defined for data-items. This allows users to define temporal, spatial, and destination constraints which have to hold for single items. We introduce an innovative approach to allow for the real-time tracking and enforcement of such policies. In this way, Kynoid is the first extension for Android which enables the enforcement of security policies of data-items stored in shared resources. We outline Kynoid's architecture, present its operation and discuss it in terms of applicability, and performance. By providing a proof-of-concept implementation we further show the feasibility of our framework.     

基于策略嵌入和可信计算的完整性主动动态度量架构

针对已有的一些完整性度量方法在度量主动性、灵活性和运行效率等方面的不足,提出了基于策略嵌入和可信计算的完整性主动动态度量架构(PEDIAMA)。将度量策略嵌入到度量目标内部,因此不需要专门的内存空间来集中维护所有的策略,节省了策略的查询和维护成本,提高了运行效率。由于策略方便存取,制订灵活,不仅可以实时接收外部的度量请求,也可以依据内嵌的策略主动进行度量,主动防御性更强。同时,通过TPM硬件来保护度量架构和度量过程的安全,并对度量策略和相关度量结果进行签名保护,提高了整个系统的安全性。经过测试,PEDIAMA能够即时检测出针对运行实体的攻击,并且度量开销较小。     

基于状态保持的Web服务组合可信度度量方法

本文对Web服务的可信性问题进行了研究与分析。针对互联网上Web服务组合缺乏可信性验证方法的问题,提出一种基于状态保持的完整性测量方法。通过对完整性的测量与验证,使得可信性可以在平台及服务之间进行传递。首先讨论了在可信计算平台上原子服务可信性测量及验证方法,该方法可以将信任从平台扩展至服务,这是一种静态的测量方法。对于动态性较强的服务组合,在静态测量的基础上提出了基于状态保持的完整性测量方法。针对实际应用中服务组合环境不固定的状况,提出一种锁定服务提供者平台的方案,使服务提供者平台的状态得以保持,维持了服务的可信性。     

政府办公自动化(OA)系统安全性设计

OA系统的出现改变了传统的办公方式,它把传统的办公方式搬上了网络。它的出现大大的降低了政府的整体管理成本,大大的提高了政府运作效率!但是由于网络的天然特性决定了可能存在许多网络安全性隐患,这些安全性隐患所造成的后果将有可能造成巨大的经济损失,或者严重的社会问题。所以建设OA系统时安全性设计势在必行。本文从系统架构的选择、采用严格的认证机制、数据安全性保证、数据完整性保证、通讯安全性五个方面提出了OA系统安全性设计方案。