安卓智能手机的安全防护解决方案

　　随着Android在全国的普及，其开放性系统在得到广泛应用的同时，也面临着安全性和隐私保护问题。本篇计算机论文针对Android手机防护现状，开发基于Android的防盗追踪与隐私保护系统，包括人脸识别相关算法及技术来达到最安全的防护效果，并阐述分析该系统的技术要点和实现方式。

　　推荐期刊：核心期刊《电子设计技术》EDN China(月刊)曾用刊名：电子设计技术EDNCHINA，1994年创刊，办刊宗旨：成为中国电子设计业主导刊物，读者：电子设计业工程师及技术管理人员。坚持为社会主义服务的方向，坚持以马克思列宁主义、毛泽东思想和邓小平理论为指导，贯彻“百花齐放、百家争鸣”和“古为今用、洋为中用”的方针，坚持实事求是、理论与实际相结合的严谨学风，传播先进的科学文化知识，弘扬民族优秀科学文化，促进国际科学文化交流，探索防灾科技教育、教学及管理诸方面的规律，活跃教学与科研的学术风气，为教学与科研服务。相关有核心期刊《信息网络安全》国家级期刊《电子工艺技术》

　　关键词：Android;人脸识别;隐私保护;定位

　　1项目研究背景

　　随着基于移动通信和互联网技术的移动互联网蓬勃发展，智能终端呈现爆发式发展趋势，移动应用层出不穷。与此同时，移动互联网的安全问题也开始引起人们的强烈关注，特别是人们愈发依赖以智能手机为代表的智能终端来从事各种不同的社会活动(如手机支付、社交)，手机内存储着大量的重要信息和隐私，手机丢失的代价是巨大的。用户不仅无法找回之前的重要信息资料，而且对新手机的重新设置也非常繁琐。

　　Android是Google开发的基于Linux平台的开源手机操作系统，被誉为第一个完整、开放而免费的移动平台。Google提供在线文档、工具、论坛和软件开发工具包等资源，以便开发者在Android平台上开发应用程序[1]。如今Android已成为目前主流的手机操作系统之一，深受开发人员青睐。随着国内Android终端发展迅速，Android手机用户越来越多，智能手机上的移动信息安全问题值得深入研究。

　　2项目研究现状及意义

　　手机防护包括两方面：软件和硬件。而采用硬件方式或厂家预装方式实现的防护功能较为有限，无法满足广大手机用户对手机防护的需求，同时也会增加手机成本。智能手机的推出和发展，为防护软件提供了一个可以实现的平台。目前，市面上也出现了智能手机防护软件，比较知名的防护软件有：“手机防盗锁”、 “360手机安全卫士”、“金山手机卫士”等。使用此类软件有的能够在手机丢失前报警，有的能够在手机丢失后实现换卡通知、清除手机上存储的重要数据、远程锁定用户设备等。但是此类软件都是单一的事前或事后行为，获取信息不够详细，数据传输过程中的安全性也得不到保证。

　　利用重力传感器、光传感器等，本系统可实现静止模式和口袋模式，能在生活中容易被盗的公交车/地铁、购物、就餐等场景进行场景感应防盗。当手机被盗时，手机可瞬间发出报警讯号，使用户在第一时间获取信号，及时做出防盗行为。

　　同时如果手机被盗后，利用Android广播机制，程序监听手机开机启动，通过监听SIM卡的IMSI码改变来判断手机安全状态，可监听并截获安全指令[2]，实现手机锁定、数据备份等功能。通过双重保护，能更大程度地满足用户需求，使得手机处于更加安全的环境下。

　　3项目研究目标

　　开发出一个基于Android的防盗追踪与隐私保护系统，解决手机防盗追踪与隐私保护两方面问题。研究人脸识别相关算法及技术，提高团队成员独立学习思考的能力和创新精神，寻找出效率最高和安全防护最强的解决方案，并应用到实例中。

　　4相关技术介绍

　　4.1Android平台

　　一个Android应用程序是由Activity、BroadcastReceiver、Service、ContentProvider中的一个或多个组件组成，称为Android的4大组件。Activity是系统可视化组件，它可以监听并处理用户做出的响应;Service是运行在后台的一种服务程序，没有可视化界面，可以用来开发监控类程序等;BroadcastReceiver是广播接收器，接收系统级别或自定义的广播;ContentProvider可用来保存和检索数据，这些数据存储在本地。Android应用程序的构成如图1所示。

　　4.2人脸识别

　　人脸识别的处理过程包括人脸处理、人脸检测、人脸特征提取和人脸识别，主要需要解决光照不均匀引起检测率与识别率降低的问题，采用直方图均衡化的方法对输入的人脸图像进行预处理[3]。

　　本系统选择OpenCV计算机视觉库来实现人脸检测和人脸识别，Opencv是基于BSD许可证授权发布的实时计算机视觉的函数库，它是由C++ 和一系列C函数组成，并且提供Java接口，能够运行在Linux、Windows、Android和Mac平台上。函数包括图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法，现已实现超过2500个优化算法。

　　5系统详细设计及实现

　　5.1个性设置模块

　　本模块是该系统的基础模块，能够把各个模块之间相互联系在一起。通过绑定熟人的安全号码，手机能在被盗后获取换卡通知的功能;当用户设置自己的安全邮箱，系统自动检测邮箱格式是否正确，用于接收被盗手机上传的信息;通过训练样本图片，提取样本图像中的特征，并保存在本地.xml文件中，作为人脸解锁的比对数据;通过设定防盗数字密码，防止小偷修改防盗设置，可用于密码解锁。人脸信息注册流程如图2所示。

　　当用户点击添加人脸图片时，本系统会调用手机系统自带的CameraApp，用户可以拍摄照片，系统会利用上述人脸检测方法判断拍摄的照片中是否有人脸。如果存在人脸，继续采集图片直到采集完3张图片，此时人脸注册按钮变为可用;如果不存在人脸，系统会出现“未检测到人脸，请再拍一次”的 Toast提示。

　　系统调用CameraApp的代码如下所示：

　　IntentintentCamera=newIntent(MediaStore.ACTION_IMAGE_CAPTURE);

　　startActivityForResult(intentCamera，1)

　　当点击完成人脸注册时，系统调用上述人脸特征提取代码，完成特征值的本地存储。

　　用户在设定防盗数字密码界面中输入两次备用密码，点击Button按钮。若两次输入正确，则系统保存备用密码到本地，否则系统会显示“两次密码输入不一致!请重新输入”的Toast提示，同时清空EditText中的内容。

　　5.2解锁管理模块

　　本模块分为人脸解锁和密码锁。密码锁界面是在人脸解锁不成功的情况下，自动跳入到该界面。

　　在人脸解锁界面，使用Surfaceview调用系统摄像头，使用系统摄像头时，需要添加android.permission.CAMERA权限。当摄像头被调用时，系统要实时捕获帧，在Activity中继承PreviewCallback接口[4]。程序调用PreviewCallback 接口，此时系统会自动加载onPreviewFrame函数，可以在该函数中捕获到图片，并进行处理。本系统中主要用 setOneShotPreviewCallback函数来触发该回调。解锁失败3次时，系统会默认人脸解锁不成功，将头像保存在数据库表中，之后跳到防盗密码解锁界面。

　　密码解锁界面如图3所示。系统自动判断用户输入的密码是否正确，如果正确，则允许用户进入手机系统;如果错误，会提示用户再次输入密码。若用户连续3次及3次以上输入错误的防盗密码，系统则会将最新拍摄的相片发送到安全邮箱。

　　5.3隐私保护模块

　　在本模块中，使用列表控件来显示应用程序的图标和名称。当用户点击某个控件时，若该控件为选中状态，则变为未选中状态，同时从数据库中删除该应用程序包信息;若该控件为未选中状态，则变为选中状态，同时向数据库中加入该包信息，备份短信、通讯录数据到绑定邮箱。

　　5.4偷窥者管理模块

　　在解锁管理模块中，系统记录了偷窥者图像信息。用户可以查看偷窥者图片与偷窥时间、删除偷窥者记录。查看偷窥者信息界面如图4所示。

　　查看定位信息界面如图5所示。用户可查看偷窥者偷窥时在地图上显示的位置。

　　6结语

　　本系统在人脸识别算法基础上实现了手机解锁、偷窥者记录查看等功能，同时将手机的安全防护与追踪定位技术相结合，以为用户提供安全的定位服务为出发点，实现了Android手机的安全防盗与追踪功能。

　　参考文献：

　　[1]刘昌平，范明钰.Android手机的轻量级访问控制[J].计算机应用研究，2010(7)：2611-2613.

　　[2]ENCKW，ONGTANGM，MCDANIELP.Understandingandroidsecurity[J].Security&Privacy，2009，7(1)：50-57.

　　[3]刘翠响，肖伶俐.基于视频的人脸检测综述[J].电子设计工程，2011(14)：172-174.

　　[4]杨丰盛.Android应用开发揭秘[M].北京：机械工业出版社，2010.

　　[5]周凤丽，杨艳霞.人脸识别方法综述[J].软件导刊，2010，9(6)：181-182.

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