【Android逆向工程】第5章：Android 应用安全机制初探第5章：Android 应用安全机制初探目录 5.1

第5章：Android 应用安全机制初探

5.1 Android 四大组件安全机制
5.2 Intent 传递与数据泄露风险
5.3 数据存储安全
5.4 日志输出安全风险
5.5 工具使用：安全机制分析
5.6 代码对照：配置与安全风险
5.7 实战案例：提取敏感数据
5.8 安全建议与最佳实践
5.9 常见问题与解决方案

5.1 Android 四大组件安全机制

5.1.1 Activity 安全机制

exported 属性

exported 属性说明：

exported 属性决定 Activity 是否可以被其他应用启动。

配置方式：

<!-- AndroidManifest.xml -->
<activity
    android:name=".MainActivity"
    android:exported="true" />  <!-- 可以被其他应用启动 -->

安全影响：

exported 值	说明	安全风险
`true`	可以被其他应用启动	⚠️ 高风险：可能被恶意应用调用
`false`	只能被本应用启动	✅ 安全：防止外部调用
未设置	根据 intent-filter 自动判断	⚠️ 需检查 intent-filter

自动判断规则：

如果 Activity 有 intent-filter，且未设置 exported，则默认为 true
如果 Activity 没有 intent-filter，且未设置 exported，则默认为 false

安全示例：

<!-- 不安全的配置 -->
<activity
    android:name=".LoginActivity"
    android:exported="true" />  <!-- 危险！登录页面可以被外部调用 -->

<!-- 安全的配置 -->
<activity
    android:name=".LoginActivity"
    android:exported="false" />  <!-- 安全：只能内部启动 -->

intent-filter 安全

intent-filter 说明：

intent-filter 定义了 Activity 可以响应的 Intent 类型。

配置示例：

<activity
    android:name=".MainActivity"
    android:exported="true">
    <intent-filter>
        <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
        <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
    </intent-filter>
</activity>

安全风险：

隐式 Intent 劫持
- 恶意应用可以注册相同的 intent-filter
- 用户可能误启动恶意应用
数据泄露
- Intent 中传递的敏感数据可能被其他应用获取

安全建议：

<!-- 使用显式 Intent（推荐） -->
<!-- 代码中： -->
Intent intent = new Intent(this, MainActivity.class);
startActivity(intent);

<!-- 避免使用隐式 Intent -->
<!-- 不推荐： -->
Intent intent = new Intent("com.example.ACTION");
startActivity(intent);

5.1.2 Service 安全机制

Service 类型

两种 Service：

Started Service（启动式服务）
- 通过 startService() 启动
- 在后台运行，不返回结果
Bound Service（绑定式服务）
- 通过 bindService() 绑定
- 提供客户端-服务器接口

Service 权限控制

配置示例：

<service
    android:name=".MyService"
    android:exported="true"
    android:permission="com.example.PERMISSION" />

安全属性：

属性	说明	安全影响
`exported`	是否可被外部应用访问	`true` 时需配合权限使用
`permission`	启动/绑定服务所需的权限	限制访问者
`enabled`	服务是否启用	可以临时禁用服务

安全配置：

<!-- 不安全的配置 -->
<service
    android:name=".PaymentService"
    android:exported="true" />  <!-- 危险！支付服务可被外部调用 -->

<!-- 安全的配置 -->
<service
    android:name=".PaymentService"
    android:exported="false" />  <!-- 安全：只能内部使用 -->

<!-- 或使用权限保护 -->
<service
    android:name=".PaymentService"
    android:exported="true"
    android:permission="com.example.PAYMENT_PERMISSION" />

5.1.3 BroadcastReceiver 安全机制

注册方式

两种注册方式：

静态注册（AndroidManifest.xml）

<receiver
    android:name=".MyReceiver"
    android:exported="true">
    <intent-filter>
        <action android:name="android.intent.action.BOOT_COMPLETED" />
    </intent-filter>
</receiver>

动态注册（代码中）

IntentFilter filter = new IntentFilter();
filter.addAction("com.example.ACTION");
registerReceiver(receiver, filter);

安全风险

风险 1：敏感广播泄露

<!-- 不安全的配置 -->
<receiver
    android:name=".SMSReceiver"
    android:exported="true">
    <intent-filter>
        <action android:name="android.provider.Telephony.SMS_RECEIVED" />
    </intent-filter>
</receiver>
<!-- 危险！短信接收器可被外部应用注册 -->

风险 2：广播劫持

恶意应用可以注册相同的 intent-filter
可能拦截或修改广播内容

安全配置：

<!-- 安全的配置 -->
<receiver
    android:name=".MyReceiver"
    android:exported="false">  <!-- 只能接收本应用发送的广播 -->
    <intent-filter>
        <action android:name="com.example.INTERNAL_ACTION" />
    </intent-filter>
</receiver>

<!-- 或使用权限保护 -->
<receiver
    android:name=".MyReceiver"
    android:exported="true"
    android:permission="com.example.BROADCAST_PERMISSION">
    <intent-filter>
        <action android:name="com.example.ACTION" />
    </intent-filter>
</receiver>

5.1.4 ContentProvider 安全机制

数据访问权限

配置示例：

<provider
    android:name=".MyProvider"
    android:authorities="com.example.provider"
    android:exported="true"
    android:readPermission="com.example.READ_PERMISSION"
    android:writePermission="com.example.WRITE_PERMISSION" />

权限属性：

属性	说明	安全影响
`exported`	是否可被外部应用访问	`true` 时需配合权限使用
`readPermission`	读取数据所需的权限	限制读取操作
`writePermission`	写入数据所需的权限	限制写入操作
`permission`	读写通用权限	同时限制读写

安全配置：

<!-- 不安全的配置 -->
<provider
    android:name=".UserDataProvider"
    android:authorities="com.example.provider"
    android:exported="true" />  <!-- 危险！用户数据可被任意访问 -->

<!-- 安全的配置 -->
<provider
    android:name=".UserDataProvider"
    android:authorities="com.example.provider"
    android:exported="false" />  <!-- 安全：只能内部访问 -->

<!-- 或使用权限保护 -->
<provider
    android:name=".UserDataProvider"
    android:authorities="com.example.provider"
    android:exported="true"
    android:readPermission="com.example.READ_USER_DATA"
    android:writePermission="com.example.WRITE_USER_DATA" />

5.2 Intent 传递与数据泄露风险

5.2.1 Intent 数据传递

Intent 类型

显式 Intent：

// 明确指定目标组件
Intent intent = new Intent(this, MainActivity.class);
intent.putExtra("username", "admin");
intent.putExtra("password", "admin123");  // 危险！密码在 Intent 中
startActivity(intent);

隐式 Intent：

// 通过 Action 启动，不指定具体组件
Intent intent = new Intent("com.example.ACTION");
intent.putExtra("data", sensitiveData);  // 危险！可能被其他应用接收
startActivity(intent);

5.2.2 Intent 数据泄露风险

风险 1：Intent 中传递敏感数据

问题代码：

// 不安全的做法
Intent intent = new Intent(this, PaymentActivity.class);
intent.putExtra("credit_card", "1234-5678-9012-3456");  // 危险！
intent.putExtra("cvv", "123");  // 危险！
startActivity(intent);

风险分析：

Intent 数据可能被其他应用读取
系统日志可能记录 Intent 内容
恶意应用可能注册相同的 intent-filter 拦截数据

安全做法：

// 安全的做法：使用安全存储
// 1. 将敏感数据存储到安全位置（加密的 SharedPreferences）
String token = getSecureToken();

// 2. 只传递标识符
Intent intent = new Intent(this, PaymentActivity.class);
intent.putExtra("payment_id", paymentId);  // 只传递 ID
startActivity(intent);

// 3. 在目标 Activity 中从安全存储读取
String token = getSecureToken(paymentId);

风险 2：隐式 Intent 的安全问题

问题代码：

// 不安全的隐式 Intent
Intent intent = new Intent("com.example.SEND_DATA");
intent.putExtra("user_data", userData);
startActivity(intent);  // 可能被恶意应用拦截

安全做法：

// 1. 使用显式 Intent（推荐）
Intent intent = new Intent(this, TargetActivity.class);
intent.putExtra("data", data);
startActivity(intent);

// 2. 如果必须使用隐式 Intent，验证目标应用
Intent intent = new Intent("com.example.ACTION");
PackageManager pm = getPackageManager();
List<ResolveInfo> activities = pm.queryIntentActivities(intent, 0);
if (activities.size() == 1) {
    // 只有一个应用可以处理，相对安全
    startActivity(intent);
} else {
    // 多个应用可以处理，存在风险
    // 使用显式 Intent 或显示选择器
}

5.2.3 Intent Filter 安全

不安全的配置：

<!-- 过于宽泛的 intent-filter -->
<activity
    android:name=".DataActivity"
    android:exported="true">
    <intent-filter>
        <action android:name="android.intent.action.VIEW" />
        <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
        <data android:mimeType="*/*" />  <!-- 危险！匹配所有类型 -->
    </intent-filter>
</activity>

安全配置：

<!-- 具体的 intent-filter -->
<activity
    android:name=".DataActivity"
    android:exported="true">
    <intent-filter>
        <action android:name="com.example.VIEW_DATA" />
        <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
        <data android:mimeType="application/json" />  <!-- 具体类型 -->
    </intent-filter>
</activity>

5.3 数据存储安全

5.3.1 SharedPreferences 存储安全

SharedPreferences 简介

SharedPreferences 是 Android 提供的轻量级键值对存储方式。

使用方式：

// 写入数据
SharedPreferences prefs = getSharedPreferences("user_prefs", MODE_PRIVATE);
SharedPreferences.Editor editor = prefs.edit();
editor.putString("username", "admin");
editor.putString("token", "abc123xyz");  // 危险！token 未加密
editor.commit();

// 读取数据
String token = prefs.getString("token", null);

存储位置

文件位置：

/data/data/<包名>/shared_prefs/<文件名>.xml

访问权限：

默认权限：-rw-rw----（只有应用本身和同 UID 的应用可以访问）
非 root 设备：其他应用无法直接访问
root 设备：可以访问所有应用的数据

查看文件：

# 需要 root 权限
adb shell
su
cd /data/data/com.example.app/shared_prefs/
ls -la
cat user_prefs.xml

安全风险

风险 1：明文存储敏感数据

问题代码：

SharedPreferences prefs = getSharedPreferences("prefs", MODE_PRIVATE);
prefs.edit()
    .putString("password", "admin123")  // 危险！明文存储
    .putString("api_key", "sk-123456")  // 危险！API 密钥明文
    .commit();

存储文件内容：

<?xml version='1.0' encoding='utf-8' standalone='yes' ?>
<map>
    <string name="password">admin123</string>
    <string name="api_key">sk-123456</string>
</map>

安全做法：

// 使用加密存储
String encryptedPassword = encrypt("admin123");
prefs.edit()
    .putString("password", encryptedPassword)  // 存储加密后的数据
    .commit();

// 读取时解密
String encrypted = prefs.getString("password", null);
String password = decrypt(encrypted);

风险 2：MODE_WORLD_READABLE（已废弃）

不安全的模式：

// Android 7.0 之前可以使用，但非常危险
SharedPreferences prefs = getSharedPreferences("prefs", MODE_WORLD_READABLE);
// 任何应用都可以读取这个文件

注意： Android 7.0+ 已废弃此模式，使用会抛出异常。

5.3.2 SQLite 数据库存储安全

SQLite 简介

SQLite 是 Android 内置的关系型数据库。

使用方式：

// 创建数据库
SQLiteDatabase db = openOrCreateDatabase("user.db", MODE_PRIVATE, null);

// 创建表
db.execSQL("CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (" +
    "id INTEGER PRIMARY KEY, " +
    "username TEXT, " +
    "password TEXT)");  // 危险！密码未加密

// 插入数据
ContentValues values = new ContentValues();
values.put("username", "admin");
values.put("password", "admin123");  // 危险！
db.insert("users", null, values);

存储位置

数据库文件位置：

/data/data/<包名>/databases/<数据库名>.db
/data/data/<包名>/databases/<数据库名>.db-journal  # 日志文件

查看数据库：

# 需要 root 权限
adb shell
su
cd /data/data/com.example.app/databases/
ls -la
sqlite3 user.db

安全风险

风险 1：明文存储敏感数据

问题代码：

// 不安全的存储
db.execSQL("INSERT INTO users (username, password) VALUES (?, ?)",
    new String[]{"admin", "admin123"});  // 密码明文存储

数据库内容：

sqlite> SELECT * FROM users;
id|username|password
1|admin|admin123  -- 密码明文可见

安全做法：

// 1. 加密敏感字段
String encryptedPassword = encrypt("admin123");
db.execSQL("INSERT INTO users (username, password) VALUES (?, ?)",
    new String[]{"admin", encryptedPassword});

// 2. 使用 SQLCipher 加密整个数据库
// 需要添加依赖：net.zetetic:android-database-sqlcipher

风险 2：数据库文件权限

默认权限：

数据库文件：-rw-rw----（只有应用本身可以访问）
非 root 设备相对安全
root 设备可以访问

安全建议：

加密敏感数据
使用 SQLCipher 加密整个数据库
定期清理敏感数据

5.3.3 文件存储安全

内部存储

存储位置：

/data/data/<包名>/files/
/data/data/<包名>/cache/

访问权限：

默认只有应用本身可以访问
其他应用无法访问（非 root）

使用方式：

// 写入文件
FileOutputStream fos = openFileOutput("data.txt", MODE_PRIVATE);
fos.write("sensitive data".getBytes());
fos.close();

// 读取文件
FileInputStream fis = openFileInput("data.txt");
// ...

外部存储

存储位置：

/storage/emulated/0/Android/data/<包名>/files/
/sdcard/Android/data/<包名>/files/

访问权限：

所有应用都可以访问（如果知道路径）
需要存储权限（Android 10+）

安全风险：

⚠️ 其他应用可能读取文件
⚠️ 用户可以直接访问文件
⚠️ 卸载应用时文件可能残留

安全建议：

敏感数据不要存储在外部存储
如果必须存储，使用加密
使用应用专用目录（Android/data/）

5.4 日志输出安全风险

5.4.1 Logcat 日志系统

日志级别

Android 日志系统有 5 个级别：

级别	方法	说明	使用场景
VERBOSE	`Log.v()`	详细信息	开发调试
DEBUG	`Log.d()`	调试信息	开发调试
INFO	`Log.i()`	一般信息	重要信息
WARN	`Log.w()`	警告信息	潜在问题
ERROR	`Log.e()`	错误信息	错误信息

日志输出

代码示例：

Log.v("TAG", "Verbose message");
Log.d("TAG", "Debug message");
Log.i("TAG", "Info message");
Log.w("TAG", "Warning message");
Log.e("TAG", "Error message");

5.4.2 敏感信息泄露风险

风险 1：密码和 Token 泄露

问题代码：

// 不安全的日志输出
String password = editText.getText().toString();
Log.d("Login", "Password: " + password);  // 危险！密码泄露

String token = api.getToken();
Log.i("API", "Token: " + token);  // 危险！Token 泄露

Logcat 输出：

D/Login: Password: admin123
I/API: Token: eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9...

安全做法：

// 1. 不记录敏感信息
String password = editText.getText().toString();
// Log.d("Login", "Password: " + password);  // 不要记录

// 2. 使用占位符
Log.d("Login", "Password length: " + password.length());

// 3. 使用混淆或哈希
Log.d("Login", "Password hash: " + hashPassword(password));

风险 2：API 密钥泄露

问题代码：

String apiKey = "sk-1234567890abcdef";
Log.d("Config", "API Key: " + apiKey);  // 危险！

安全做法：

// 1. 不记录 API 密钥
// Log.d("Config", "API Key: " + apiKey);  // 不要记录

// 2. 只记录部分信息
Log.d("Config", "API Key: sk-****" + apiKey.substring(apiKey.length() - 4));

风险 3：用户数据泄露

问题代码：

User user = getUser();
Log.d("User", "User data: " + user.toString());  // 可能包含敏感信息

安全做法：

// 只记录非敏感信息
Log.d("User", "User ID: " + user.getId());
// 不记录：密码、邮箱、手机号等

5.4.3 日志查看方法

使用 adb logcat

基本命令：

# 查看所有日志
adb logcat

# 按标签过滤
adb logcat -s TAG

# 按级别过滤
adb logcat *:E  # 只显示 ERROR 级别

# 按包名过滤
adb logcat | grep com.example.app

# 保存到文件
adb logcat > logcat.txt

# 清除日志
adb logcat -c

过滤敏感信息：

# 搜索密码相关日志
adb logcat | grep -i password

# 搜索 token 相关日志
adb logcat | grep -i token

# 搜索 API 相关日志
adb logcat | grep -i api

使用 Android Studio Logcat

操作步骤：

打开 Android Studio
底部打开 "Logcat" 标签
选择设备和应用包名
使用搜索框过滤日志

界面说明：

[图示：Android Studio Logcat 界面]
┌─────────────────────────────────────────┐
│ [设备选择] [应用选择] [日志级别] [搜索框] │
├─────────────────────────────────────────┤
│ 时间    级别  标签    进程ID  消息        │
│ 10:30:15 D    Login   12345   Password:...│
│ 10:30:16 I    API     12345   Token: ...  │
└─────────────────────────────────────────┘

5.5 工具使用：安全机制分析

5.5.1 使用 aapt 查看应用权限

aapt dump badging

基本命令：

# 查看应用基本信息
aapt dump badging app.apk

# 只查看权限
aapt dump badging app.apk | grep permission

# 查看包名和版本
aapt dump badging app.apk | grep package

输出示例：

package: name='com.example.app' versionCode='1' versionName='1.0'
uses-permission: name='android.permission.INTERNET'
uses-permission: name='android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE'
uses-permission: name='android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE'

aapt dump permissions

命令：

# 查看所有权限
aapt dump permissions app.apk

输出示例：

package: com.example.app
uses-permission: android.permission.INTERNET
uses-permission: android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE
uses-permission: android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE
uses-permission: android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE

5.5.2 使用 adb shell 访问应用数据

查看应用数据目录

基本命令：

# 进入 shell
adb shell

# 切换到应用数据目录（需要 root）
su
cd /data/data/com.example.app/

# 查看目录结构
ls -la

# 查看文件权限
ls -la shared_prefs/
ls -la databases/
ls -la files/

目录结构：

/data/data/com.example.app/
├── shared_prefs/          # SharedPreferences 文件
│   └── user_prefs.xml
├── databases/             # SQLite 数据库
│   └── user.db
├── files/                  # 内部文件
│   └── data.txt
└── cache/                  # 缓存文件

提取文件

提取 SharedPreferences：

# 在设备上
cat /data/data/com.example.app/shared_prefs/user_prefs.xml

# 或使用 adb pull
adb pull /data/data/com.example.app/shared_prefs/user_prefs.xml ./

提取数据库：

# 在设备上查看
sqlite3 /data/data/com.example.app/databases/user.db
.tables
SELECT * FROM users;

# 或使用 adb pull
adb pull /data/data/com.example.app/databases/user.db ./

⚠️ 重要提示：

非 root 设备无法直接访问其他应用的数据目录
需要 root 权限或使用 run-as 命令（仅限调试版本）

使用 run-as（仅调试版本）：

# 切换到应用用户（仅调试版本）
adb shell
run-as com.example.app
cd shared_prefs/
cat user_prefs.xml

5.5.3 使用 adb logcat 查看日志

基本命令

# 查看所有日志
adb logcat

# 按标签过滤
adb logcat -s Login:*

# 按级别过滤
adb logcat *:E *:W  # 只显示 ERROR 和 WARN

# 按包名过滤
adb logcat | grep com.example.app

# 实时监控并保存
adb logcat -v time > logcat.txt

过滤敏感信息

搜索密码：

adb logcat | grep -i password

搜索 Token：

adb logcat | grep -i token

搜索 API 密钥：

adb logcat | grep -i "api.*key\|apikey\|api_key"

5.5.4 使用 SQLite 工具查看数据库

在设备上使用 sqlite3

# 进入 shell
adb shell
su

# 打开数据库
sqlite3 /data/data/com.example.app/databases/user.db

# 查看表
.tables

# 查看表结构
.schema users

# 查询数据
SELECT * FROM users;

# 退出
.quit

在 PC 上使用 SQLite 工具

提取数据库：

# 提取数据库文件
adb pull /data/data/com.example.app/databases/user.db ./

# 使用 SQLite 工具打开
sqlite3 user.db

使用图形化工具：

DB Browser for SQLite：sqlitebrowser.org/
SQLiteStudio：sqlitestudio.pl/

操作步骤：

提取数据库文件到 PC
使用工具打开 .db 文件
浏览表结构和数据
执行 SQL 查询

5.5.5 使用文本编辑器查看 SharedPreferences

提取文件：

# 提取 XML 文件
adb pull /data/data/com.example.app/shared_prefs/user_prefs.xml ./

# 使用文本编辑器打开
cat user_prefs.xml
# 或
vim user_prefs.xml

XML 文件格式：

<?xml version='1.0' encoding='utf-8' standalone='yes' ?>
<map>
    <string name="username">admin</string>
    <string name="token">eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9...</string>
    <int name="user_id" value="12345" />
    <boolean name="is_logged_in" value="true" />
</map>

5.6 代码对照：配置与安全风险

5.6.1 Activity 配置对照

不安全的配置

<!-- AndroidManifest.xml -->
<activity
    android:name=".LoginActivity"
    android:exported="true">  <!-- 危险！登录页面可被外部调用 -->
    <intent-filter>
        <action android:name="android.intent.action.VIEW" />
        <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
        <data android:mimeType="*/*" />  <!-- 危险！过于宽泛 -->
    </intent-filter>
</activity>

安全风险：

⚠️ 恶意应用可以启动登录页面
⚠️ 可能绕过登录流程
⚠️ Intent 数据可能被拦截

安全的配置

<!-- AndroidManifest.xml -->
<activity
    android:name=".LoginActivity"
    android:exported="false">  <!-- 安全：只能内部启动 -->
</activity>

<!-- 或使用权限保护 -->
<activity
    android:name=".LoginActivity"
    android:exported="true"
    android:permission="com.example.LOGIN_PERMISSION">  <!-- 需要权限 -->
</activity>

5.6.2 Service 配置对照

不安全的配置

<service
    android:name=".PaymentService"
    android:exported="true" />  <!-- 危险！支付服务可被外部调用 -->

安全风险：

⚠️ 恶意应用可以绑定服务
⚠️ 可能窃取支付信息
⚠️ 可能发起未授权支付

安全的配置

<service
    android:name=".PaymentService"
    android:exported="false" />  <!-- 安全：只能内部使用 -->

<!-- 或使用权限保护 -->
<service
    android:name=".PaymentService"
    android:exported="true"
    android:permission="com.example.PAYMENT_PERMISSION" />

5.6.3 BroadcastReceiver 配置对照

不安全的配置

<receiver
    android:name=".SMSReceiver"
    android:exported="true">  <!-- 危险！ -->
    <intent-filter>
        <action android:name="android.provider.Telephony.SMS_RECEIVED" />
    </intent-filter>
</receiver>

安全风险：

⚠️ 恶意应用可以注册相同的接收器
⚠️ 可能拦截短信
⚠️ 可能窃取验证码

安全的配置

<receiver
    android:name=".SMSReceiver"
    android:exported="false"  <!-- 安全：只能接收内部广播 -->
    android:permission="android.permission.BROADCAST_SMS">  <!-- 系统权限 -->
    <intent-filter>
        <action android:name="android.provider.Telephony.SMS_RECEIVED" />
    </intent-filter>
</receiver>

5.6.4 ContentProvider 配置对照

不安全的配置

<provider
    android:name=".UserDataProvider"
    android:authorities="com.example.provider"
    android:exported="true" />  <!-- 危险！用户数据可被任意访问 -->

安全风险：

⚠️ 任何应用都可以访问数据
⚠️ 可能泄露用户隐私
⚠️ 可能被恶意修改

安全的配置

<provider
    android:name=".UserDataProvider"
    android:authorities="com.example.provider"
    android:exported="false" />  <!-- 安全：只能内部访问 -->

<!-- 或使用权限保护 -->
<provider
    android:name=".UserDataProvider"
    android:authorities="com.example.provider"
    android:exported="true"
    android:readPermission="com.example.READ_USER_DATA"
    android:writePermission="com.example.WRITE_USER_DATA" />

5.6.5 Permission 声明对照

权限声明

<!-- 声明自定义权限 -->
<permission
    android:name="com.example.READ_USER_DATA"
    android:protectionLevel="normal" />  <!-- 或 "dangerous", "signature" -->

保护级别：

级别	说明	用户是否需要授权
`normal`	普通权限	❌ 自动授予
`dangerous`	危险权限	✅ 需要用户授权
`signature`	签名权限	❌ 自动授予（同签名应用）
`signatureOrSystem`	签名或系统权限	❌ 系统应用自动授予

权限使用

<!-- 使用权限 -->
<uses-permission android:name="com.example.READ_USER_DATA" />

5.7 实战案例：提取敏感数据

5.7.1 创建测试应用

目标： 分析一个存储用户信息的 App，提取敏感数据（token、用户 ID）。

测试应用代码：

package com.example.userapp;

import android.app.Activity;
import android.content.SharedPreferences;
import android.database.sqlite.SQLiteDatabase;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;

public class MainActivity extends Activity {
    private static final String TAG = "UserApp";
    
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        
        // 存储用户信息到 SharedPreferences
        SharedPreferences prefs = getSharedPreferences("user_data", MODE_PRIVATE);
        prefs.edit()
            .putString("username", "admin")
            .putString("token", "eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9...")
            .putInt("user_id", 12345)
            .commit();
        
        // 记录日志（包含敏感信息）
        Log.d(TAG, "User token: " + prefs.getString("token", null));  // 危险！
        Log.d(TAG, "User ID: " + prefs.getInt("user_id", 0));
        
        // 存储到数据库
        SQLiteDatabase db = openOrCreateDatabase("user.db", MODE_PRIVATE, null);
        db.execSQL("CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (" +
            "id INTEGER PRIMARY KEY, " +
            "username TEXT, " +
            "email TEXT)");
        db.execSQL("INSERT INTO users (username, email) VALUES (?, ?)",
            new String[]{"admin", "admin@example.com"});
        db.close();
    }
}

编译为 APK： user_app.apk

5.7.2 步骤 1：反编译 APK，查看 AndroidManifest.xml

反编译：

apktool d user_app.apk -o user_app_decompiled

查看 AndroidManifest.xml：

cat user_app_decompiled/AndroidManifest.xml

或使用 aapt：

aapt dump xmltree user_app.apk AndroidManifest.xml

分析内容：

<manifest package="com.example.userapp">
    <application>
        <activity
            android:name=".MainActivity"
            android:exported="true">  <!-- 注意：exported 属性 -->
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>
</manifest>

分析结果：

包名：com.example.userapp
主 Activity：MainActivity
数据存储位置：/data/data/com.example.userapp/

5.7.3 步骤 2：分析应用权限和数据存储方式

查看权限：

aapt dump permissions user_app.apk

使用 jadx 分析代码：

jadx-gui user_app.apk

在 jadx 中搜索：

搜索 "SharedPreferences"
搜索 "SQLiteDatabase"
搜索 "getSharedPreferences"
搜索 "openOrCreateDatabase"

定位到的代码：

// jadx 反编译结果
SharedPreferences prefs = getSharedPreferences("user_data", 0);
prefs.edit()
    .putString("username", "admin")
    .putString("token", "eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9...")
    .putInt("user_id", 12345)
    .commit();

SQLiteDatabase db = openOrCreateDatabase("user.db", 0, null);

分析结果：

SharedPreferences 文件名：user_data.xml
数据库文件名：user.db
存储位置：/data/data/com.example.userapp/

5.7.4 步骤 3：使用 adb shell 访问应用数据目录

连接设备并获取 root：

adb shell
su

切换到应用数据目录：

cd /data/data/com.example.userapp/
ls -la

查看目录结构：

# 查看所有目录
ls -la

# 输出示例：
# drwxrwx--x u0_a123  u0_a123  shared_prefs/
# drwxrwx--x u0_a123  u0_a123  databases/
# drwxrwx--x u0_a123  u0_a123  files/

⚠️ 重要提示：

需要 root 权限才能访问其他应用的数据目录
非 root 设备可以使用 run-as（仅调试版本）

使用 run-as（调试版本）：

# 不需要 root，但需要是调试版本
adb shell
run-as com.example.userapp
cd shared_prefs/
cat user_data.xml

5.7.5 步骤 4：提取 SharedPreferences 文件并解析

提取文件：

# 方法1：在设备上直接查看
adb shell
su
cat /data/data/com.example.userapp/shared_prefs/user_data.xml

# 方法2：提取到 PC
adb pull /data/data/com.example.userapp/shared_prefs/user_data.xml ./
cat user_data.xml

文件内容：

<?xml version='1.0' encoding='utf-8' standalone='yes' ?>
<map>
    <string name="username">admin</string>
    <string name="token">eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJ1c2VyX2lkIjoxMjM0NSwidXNlcm5hbWUiOiJhZG1pbiJ9...</string>
    <int name="user_id" value="12345" />
</map>

提取的敏感信息：

✅ 用户名：admin
✅ Token：eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9...
✅ 用户 ID：12345

使用 Python 解析：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
解析 SharedPreferences XML 文件
"""

import xml.etree.ElementTree as ET

def parse_shared_prefs(xml_file):
    """解析 SharedPreferences XML 文件"""
    tree = ET.parse(xml_file)
    root = tree.getroot()
    
    print("=" * 60)
    print("SharedPreferences 内容")
    print("=" * 60)
    
    for child in root:
        name = child.get('name')
        tag = child.tag
        
        if tag == 'string':
            value = child.text
            print(f"{name}: {value}")
        elif tag == 'int':
            value = child.get('value')
            print(f"{name}: {value}")
        elif tag == 'boolean':
            value = child.get('value')
            print(f"{name}: {value}")
        # ... 其他类型

if __name__ == "__main__":
    parse_shared_prefs("user_data.xml")

5.7.6 步骤 5：提取 SQLite 数据库并查看内容

提取数据库：

# 提取数据库文件
adb pull /data/data/com.example.userapp/databases/user.db ./

查看数据库内容：

方法 1：使用 sqlite3 命令行

sqlite3 user.db

# 查看表
.tables

# 查看表结构
.schema users

# 查询数据
SELECT * FROM users;

# 退出
.quit

方法 2：使用 Python 脚本

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
解析 SQLite 数据库
"""

import sqlite3

def parse_database(db_file):
    """解析 SQLite 数据库"""
    conn = sqlite3.connect(db_file)
    cursor = conn.cursor()
    
    # 获取所有表名
    cursor.execute("SELECT name FROM sqlite_master WHERE type='table';")
    tables = cursor.fetchall()
    
    print("=" * 60)
    print("数据库表列表")
    print("=" * 60)
    for table in tables:
        print(f"  - {table[0]}")
    
    # 查询每个表的数据
    for table in tables:
        table_name = table[0]
        print(f"\n表: {table_name}")
        print("-" * 60)
        
        cursor.execute(f"SELECT * FROM {table_name};")
        rows = cursor.fetchall()
        
        # 获取列名
        cursor.execute(f"PRAGMA table_info({table_name});")
        columns = [row[1] for row in cursor.fetchall()]
        print(f"列: {', '.join(columns)}")
        print()
        
        for row in rows:
            print(row)
    
    conn.close()

if __name__ == "__main__":
    parse_database("user.db")

输出示例：

数据库表列表
  - users

表: users
------------------------------------------------------------
列: id, username, email

(1, 'admin', 'admin@example.com')

提取的敏感信息：

✅ 用户名：admin
✅ 邮箱：admin@example.com

5.7.7 步骤 6：分析 Logcat 日志中的敏感信息

启动应用并监控日志：

# 清除旧日志
adb logcat -c

# 启动应用
adb shell am start -n com.example.userapp/.MainActivity

# 实时查看日志
adb logcat | grep -i "userapp\|token\|user"

日志输出：

D/UserApp: User token: eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9...
D/UserApp: User ID: 12345

提取的敏感信息：

✅ Token：从日志中直接可见
✅ 用户 ID：从日志中直接可见

保存日志到文件：

# 保存所有日志
adb logcat -v time > logcat.txt

# 只保存应用相关日志
adb logcat -v time | grep com.example.userapp > app_logcat.txt

# 搜索敏感信息
grep -i "token\|password\|api" logcat.txt

5.7.8 步骤 7：总结应用的安全风险点

发现的安全风险：

SharedPreferences 明文存储
- ⚠️ Token 明文存储在 XML 文件中
- ⚠️ 用户 ID 明文存储
- 风险等级：高
SQLite 数据库未加密
- ⚠️ 用户信息明文存储在数据库中
- ⚠️ 数据库文件可以被提取
- 风险等级：高
日志泄露敏感信息
- ⚠️ Token 在日志中明文输出
- ⚠️ 用户 ID 在日志中输出
- 风险等级：中
组件导出配置
- ⚠️ MainActivity 的 exported 为 true
- ⚠️ 可能被外部应用调用
- 风险等级：低（主 Activity 通常需要导出）

安全建议：

加密存储敏感数据

// 使用加密的 SharedPreferences
String encryptedToken = encrypt(token);
prefs.edit().putString("token", encryptedToken).commit();

使用 SQLCipher 加密数据库

// 使用加密的数据库
SQLiteDatabase db = SQLiteDatabase.openOrCreateDatabase(
    databasePath, password, null);

移除敏感日志

// 不要记录敏感信息
// Log.d(TAG, "User token: " + token);  // 删除这行

限制组件导出

<activity
    android:name=".MainActivity"
    android:exported="false" />  <!-- 如果不需要外部调用 -->

5.8 安全建议与最佳实践

5.8.1 组件安全配置

Activity 安全配置

最佳实践：

<!-- 1. 默认设置 exported="false" -->
<activity
    android:name=".InternalActivity"
    android:exported="false" />

<!-- 2. 需要外部调用时使用权限 -->
<activity
    android:name=".PublicActivity"
    android:exported="true"
    android:permission="com.example.ACCESS_ACTIVITY" />

<!-- 3. 使用具体的 intent-filter -->
<activity
    android:name=".DataActivity"
    android:exported="true">
    <intent-filter>
        <action android:name="com.example.VIEW_DATA" />
        <data android:mimeType="application/json" />  <!-- 具体类型 -->
    </intent-filter>
</activity>

Service 安全配置

最佳实践：

<!-- 1. 内部服务不导出 -->
<service
    android:name=".InternalService"
    android:exported="false" />

<!-- 2. 外部服务使用权限 -->
<service
    android:name=".PublicService"
    android:exported="true"
    android:permission="com.example.ACCESS_SERVICE" />

BroadcastReceiver 安全配置

最佳实践：

<!-- 1. 内部广播不导出 -->
<receiver
    android:name=".InternalReceiver"
    android:exported="false">
    <intent-filter>
        <action android:name="com.example.INTERNAL_ACTION" />
    </intent-filter>
</receiver>

<!-- 2. 系统广播使用系统权限 -->
<receiver
    android:name=".SMSReceiver"
    android:exported="true"
    android:permission="android.permission.BROADCAST_SMS">
    <intent-filter>
        <action android:name="android.provider.Telephony.SMS_RECEIVED" />
    </intent-filter>
</receiver>

5.8.2 数据存储安全

SharedPreferences 安全

最佳实践：

// 1. 敏感数据加密存储
String encryptedData = encrypt(sensitiveData);
prefs.edit().putString("key", encryptedData).commit();

// 2. 使用加密库（如 EncryptedSharedPreferences）
// AndroidX Security Crypto
EncryptedSharedPreferences.create(
    "prefs",
    MasterKey.Builder(context)
        .setKeyScheme(MasterKey.KeyScheme.AES256_GCM)
        .build(),
    context,
    EncryptedSharedPreferences.PrefKeyEncryptionScheme.AES256_SIV,
    EncryptedSharedPreferences.PrefValueEncryptionScheme.AES256_GCM
);

SQLite 数据库安全

最佳实践：

// 1. 使用 SQLCipher 加密数据库
SQLiteDatabase db = SQLiteDatabase.openOrCreateDatabase(
    databasePath,
    password,  // 加密密钥
    null
);

// 2. 敏感字段单独加密
String encryptedEmail = encrypt(email);
db.execSQL("INSERT INTO users (email) VALUES (?)",
    new String[]{encryptedEmail});

5.8.3 日志安全

最佳实践：

// 1. 生产环境禁用调试日志
if (BuildConfig.DEBUG) {
    Log.d(TAG, "Debug message");
}

// 2. 不记录敏感信息
// ❌ Log.d(TAG, "Password: " + password);
// ✅ Log.d(TAG, "Password length: " + password.length());

// 3. 使用占位符
Log.d(TAG, "Token: ****" + token.substring(token.length() - 4));

// 4. 使用 ProGuard 移除日志
// 在 proguard-rules.pro 中：
-assumenosideeffects class android.util.Log {
    public static *** d(...);
    public static *** v(...);
}

5.8.4 Intent 安全

最佳实践：

// 1. 优先使用显式 Intent
Intent intent = new Intent(this, TargetActivity.class);
intent.putExtra("data", data);
startActivity(intent);

// 2. 避免在 Intent 中传递敏感数据
// ❌ intent.putExtra("password", password);
// ✅ 使用安全存储，只传递 ID

// 3. 验证 Intent 数据
String data = getIntent().getStringExtra("data");
if (data != null && isValid(data)) {
    // 处理数据
}

5.9 常见问题与解决方案

5.9.1 数据访问问题

问题 1：非 root 设备无法访问其他应用数据

症状：

adb shell
cd /data/data/com.example.app/
# 提示：Permission denied

解决方案：

使用 run-as（仅调试版本）：

adb shell
run-as com.example.app
cd shared_prefs/
cat user_prefs.xml

使用 root 设备：
- 刷入 root 权限
- 使用 Magisk 等工具
分析反编译代码：
- 使用 jadx 查看代码逻辑
- 理解数据存储方式
- 模拟数据访问

问题 2：SQLite 数据库被加密

症状：

sqlite3 user.db
# 提示：file is encrypted or is not a database

解决方案：

查找加密密钥：
- 在代码中搜索加密相关函数
- 使用 Frida Hook 获取密钥
- 分析密钥生成逻辑
使用 SQLCipher 工具：

# 如果使用 SQLCipher，需要密码
sqlcipher user.db
PRAGMA key = 'password';
.tables

动态分析：
- 使用 Frida Hook 数据库操作
- 在运行时获取解密后的数据

5.9.2 日志查看问题

问题：Logcat 日志被过滤

症状：

adb logcat
# 没有输出或输出很少

解决方案：

调整日志级别：

# 查看所有级别
adb logcat *:V

# 查看特定级别
adb logcat *:D *:I *:W *:E

清除日志缓冲区：

adb logcat -c
# 然后重新运行应用

使用应用包名过滤：

adb logcat | grep com.example.app

检查应用日志配置：
- 某些应用可能禁用了日志输出
- 检查代码中是否有日志开关

5.9.3 权限问题

问题：无法访问应用数据目录

症状：

ls: cannot open directory: Permission denied

原因分析：

非 root 设备权限限制
SELinux 策略限制
应用数据目录权限设置

解决方案：

获取 root 权限：

adb shell
su

检查 SELinux 状态：

getenforce
# 如果是 Enforcing，可能需要临时设置为 Permissive
setenforce 0

修改目录权限（不推荐，可能破坏系统安全）：

chmod 755 /data/data/com.example.app/

5.10 本章总结

5.10.1 知识点回顾

Android 四大组件安全机制
- Activity 的 exported 属性
- Service 的权限控制
- BroadcastReceiver 的注册安全
- ContentProvider 的数据访问权限
Intent 传递安全
- 显式 Intent vs 隐式 Intent
- Intent 数据泄露风险
- Intent Filter 安全配置
数据存储安全
- SharedPreferences 存储位置和权限
- SQLite 数据库安全
- 文件存储安全
日志安全
- Logcat 日志系统
- 敏感信息泄露风险
- 日志查看和分析方法

5.10.2 实践要点

✅ 理解 Android 安全机制的工作原理
✅ 能够分析应用的安全配置
✅ 能够提取和分析敏感数据
✅ 了解常见的安全风险点

5.10.3 下一步学习

第 6 章：学习动态调试技术（ADB + Logcat）
第 7 章：使用 Frida 进行动态 Hook
第 10 章：抓包工具实战

附录：安全检查清单

组件安全检查

所有 Activity 的 exported 属性是否正确设置
需要外部访问的组件是否使用权限保护
Intent Filter 是否过于宽泛
是否使用显式 Intent（避免隐式 Intent）

数据存储安全检查

敏感数据是否加密存储
SharedPreferences 是否存储敏感信息
SQLite 数据库是否加密
文件存储位置是否安全

日志安全检查

是否在日志中输出敏感信息
生产环境是否禁用调试日志
是否使用 ProGuard 移除日志

权限检查

申请的权限是否必要
自定义权限的保护级别是否合适
权限使用是否正确

本章完成！ 🎉

现在你已经了解了 Android 应用的安全机制和常见风险点。在下一章中，我们将学习动态调试技术，通过运行时分析来发现更多安全问题。