近些年来,伴随着智能手机数量的急剧增长,手机病毒的数量日益激增。手机用户在毫无感知的情况下遭受着各种各样的恶意攻击。Android智能手机在操作系统层面上提供了沙箱隔离机制、权限机制、强制访问控制、全盘加密等其他安全机制保证着平台的安全性。但是由于Android应用市场缺乏安全的规范以及应用开发人员的安全意识参差不齐等原因,Android系统无法有效的保护手机的安全。本文首先对Android虚拟机的运行原理和Android的沙箱隔离机制进行深入的分析,总结沙箱机制存在的安全问题。其次研究Android组件生命周期的管理机制,制定了组件代理的安全模型。基于组件代理的安全模型,本课题设计了基于Android虚拟机的应用容器方案。应用容器是应用层的一个应用程序APP。首先通过插桩技术为应用容器注册大量的代理进程和代理组件;其次通过动态加载技术将第三方应用程序的APK加载到应用容器中,并且为其分配代理进程和代理组件;此外通过Hook技术为代理进程建立隔离的运行时环境,最终形成拥有隔离环境的应用容器。基于应用容器方案,课题中实现了一个基于Android虚拟机的应用容器。它可以安装、运行应用程序而且应用容器内部的应用与应用容器外部的应用彼此独立,互不影响。应用程序通过应用容器的保护,能够拥有更严格的隔离环境,避免遭受界面劫持和权限提升等恶意攻击。