【摘 要】
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移动通信与智能终端技术的发展在推动社会生活进步的同时,也给信息安全带来了严峻的挑战,移动操作系统和应用程序正面临着前所未有的安全威胁,因此,移动应用程序安全检测与防护技术的研究正在成为安全研究的热点问题之一。目前,Android应用程序面临的安全威胁主要有静态分析、动态调试、内存转储攻击、恶意代码注入和重打包攻击等,而Android系统本身的特点及其安全防护机制的限制,使得已有的安全防护方法已无法
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移动通信与智能终端技术的发展在推动社会生活进步的同时,也给信息安全带来了严峻的挑战,移动操作系统和应用程序正面临着前所未有的安全威胁,因此,移动应用程序安全检测与防护技术的研究正在成为安全研究的热点问题之一。目前,Android应用程序面临的安全威胁主要有静态分析、动态调试、内存转储攻击、恶意代码注入和重打包攻击等,而Android系统本身的特点及其安全防护机制的限制,使得已有的安全防护方法已无法高效地抵御上述攻击。针对当前Android应用程序防护手段存在的不足,本文提出了一种基于LLVM（Low Level Virtual Machine）的Android应用程序虚拟化保护方法,在设计Android应用程序关键函数分级保护策略基础上,基于LLVM平台实现代码混淆和指令动态映射,进而通过自定义解释器实现Android应用程序的虚拟化保护。本文的主要研究内容如下:（1）设计了一种Android应用程序函数分级保护策略。根据Android应用程序中函数的敏感程度和程序虚拟化对Android应用程序性能的影响,设计了函数分级保护策略。根据分级保护策略选取关键函数加入分级保护列表,该列表代表了虚拟化保护的函数规模。通过分级保护策略能够在对Android应用程序虚拟化保护的同时兼顾Android应用程序的执行速度。（2）提出了一种基于LLVM平台的Android应用虚拟化保护方法。对关键函数进行Native化并生成LLVM中间表示IR,针对IR进行代码混淆以提高程序复杂度,然后将混淆后IR指令动态映射到自定义虚拟指令集,通过自定义解释器完成对Android应用程序的虚拟化保护。虚拟指令私有化和映射规则动态化将导致攻击人员难以通过截取的虚拟指令还原程序逻辑。（3）设计实现了一个基于LLVM的Android应用程序虚拟化保护系统,该系统能够实现函数分级保护、代码混淆保护、指令动态映射和虚拟化保护功能。随机选取实验样本对系统进行安全性、性能和兼容性测试。测试数据表明,该系统能够有效提高攻击人员逆向分析的难度,增强Android应用程序的安全性。
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