Phát hiện khả năng rò rỉ thông tin riêng tư trong ứng dụng android

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

ĐINH TRỌNG HIẾU

PHÁT HIỆN KHẢ NĂNG RÒ RỈ THÔNG TIN RIÊNG TƢ

TRONG ỨNG DỤNG ANDROID

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÁY TÍNH

MÃ SỐ: 8480101

NGƢỜI HƢỚNG DẪN: TS. PHẠM VĂN VIỆT

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu của tôi, không

sao chép ở bất kỳ công trình khoa học nào trƣớc đây. Các kết quả nêu trong

luận văn có nguồn gốc rõ ràng và đƣợc trích dẫn đầy đủ. Luận văn đƣợc hoàn

thành trong thời gian tôi làm Học viên Cao học tại Khoa Công nghệ thông tin,

Trƣờng Đại học Quy Nhơn. Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về luận văn.

Quy Nhơn, tháng 9 năm 2021

Học viên

Đinh Trọng Hiếu

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Công nghệ

thông tin Trƣờng Đại học Quy Nhơn đã truyền đạt kiến thức bổ ích, đồng thời

xin cảm ơn Phòng Đào tạo Sau đại học Trƣờng Đại học Quy Nhơn đã tạo mọi

điều kiện thuận lợi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp.

Tôi cũng xin gửi lời biết ơn chân thành đến TS. Phạm Văn Việt,

ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn và góp ý cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu,

cho tôi nhiều lời động viên cũng nhƣ những hƣớng dẫn quý báu để tôi có thể

thực hiện đề tài này.

Trong quá trình thực hiện đề tài, không thể không kể đến sự giúp đỡ,

đóng góp ý kiến và những lời động viên từ phía gia đình, ngƣời thân, đồng

nghiệp và bạn bè xung quanh. Điều này thật sự là động lực lớn giúp tôi hoàn

thành tốt đề tài nghiên cứu của mình.

Xin chân thành cảm ơn!

Học viên

Định Trọng Hiếu

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH ẢNH

MỞ ĐẦU........................................................................................................................1

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ANDROID VÀ VẤN ĐỀ RÒ RỈ THÔNG

TIN RIÊNG TƢ TRONG CÁC ỨNG DỤNG........................................................3

1.1. GIỚI THIỆU........................................................................................... 3

1.2. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ANDROID ......................................... 4

1.2.1. Kiến trúc chung của Android........................................................... 4

1.2.2. Các thành phần của ứng dụng Android ........................................... 6

1.2.3. Kiến trúc tệp APK ........................................................................... 8

1.2.4. Tính năng bảo mật của Android .................................................... 10

1.2.5. Mô hình phân quyền của Android ................................................. 11

1.2.6. Các cấp độ bảo vệ quyền của Android .......................................... 12

1.2.7. Phần mềm độc hại Android ........................................................... 13

1.3. RÒ RỈ VÀ PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHÁT HIỆN RÒ RỈ

THÔNG TIN RIÊNG TƢ ........................................................................... 15

1.3.1. Rò rỉ thông tin và tính bảo mật trong các ứng dụng Android ....... 15

1.3.2. Nguyên nhân chính làm rò rỉ thông tin trên Android .................... 16

1.3.3. Các phƣơng pháp phân tích để phát hiện rò rỉ thông tin ............... 16

1.3.3.1. Phƣơng pháp phân tích tĩnh ................................................... 16

1.3.3.2. Phƣơng pháp phân tích động .................................................. 18

1.4. TIỂU KẾT CHƢƠNG 1........................................................................ 19

CHƢƠNG 2. PHÁT HIỆN KHẢ NĂNG RÒ RỈ THÔNG TIN RIÊNG TƢ

TRONG ỨNG DỤNG ANDROID SỬ DỤNG SVM...........................................21

2.1. GIỚI THIỆU......................................................................................... 21

2.2. PHÁT HIỆN KHẢ NĂNG RÒ RỈ THÔNG TIN TRONG ỨNG DỤNG

ANDROID THEO HƢỚNG HỌC MÁY .................................................... 23

2.2.1. Một số phƣơng pháp phân tích phát hiện rò rỉ thông tin theo hƣớng

học máy.................................................................................................... 24

2.2.1.1. Phƣơng pháp phân tích dựa vào các quyền truy cập theo

hƣớng học máy.................................................................................... 24

2.2.1.2. Phân tích dựa trên mã nguồn theo hƣớng học máy ............... 24

2.2.3. Phát hiện rò rỉ thông tin riêng tƣ theo hƣớng mô hình học máy ... 26

2.2.4. Kiến trúc chung của các mô hình học máy.................................... 27

2.3. SỬ DỤNG SVM ĐỂ PHÁT HIỆN RÒ RỈ THÔNG TIN TRONG ỨNG

DỤNG ANDROID ...................................................................................... 28

2.3.1. Cơ sở toán học của mô hình SVM................................................. 28

2.3.2. Kiến trúc của mô hình SVM trong việc phát hiện rò rỉ thông tin . 30

2.3.3. Ƣu điểm mô hình SVM trong việc phát hiện rò rỉ thông tin ......... 32

2.4. ĐẶC TRƢNG TRONG CÁC ỨNG DỤNG ANDROID ...................... 33

2.4.1. Đặc trƣng quyền truy cập .............................................................. 33

2.4.2. Đặc trƣng Broadcast Receivers ..................................................... 35

2.4.3. Đặc trƣng các lớp API ................................................................... 37

2.4.4. Tiền xử lý dữ liệu và lựa chọn đặc trƣng....................................... 37

2.4.5. Vector hóa các đặc trƣng ............................................................... 39

2.4.6. Giới thiệu về phƣơng pháp đánh giá chéo..................................... 39

2.5. TIỂU KẾT CHƢƠNG 2........................................................................ 40

CHƢƠNG 3. CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ................................41

3.1. GIỚI THIỆU PHÁT BIỂU BÀI TOÁN................................................ 41

3.1.1. Giới thiệu ....................................................................................... 41

3.1.2. Phát biểu bài toán........................................................................... 41

3.2. CÀI ĐẶT MÔ PHỎNG......................................................................... 42

3.2.1. Môi trƣờng và ngôn ngữ lập trình ................................................. 42

3.2.2. Công cụ và thƣ viện....................................................................... 42

3.2.3. Bộ dữ liệu....................................................................................... 42

3.2.4. Trích xuất và lựa chọn đặc trƣng................................................... 43

3.2.4.1. Đặc trƣng quyền truy cập..................................................... 43

3.2.4.2. Đặc trƣng đồ thị luồng điều khiển ....................................... 44

3.2.5. Vector hóa đặc trƣng ..................................................................... 45

3.3. KẾT QUẢ CÀI ĐẶT THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ..................... 46

3.3.1. Kết quả cài đặt ............................................................................... 46

3.3.2. Đánh giá kết quả của mô hình ....................................................... 48

3.3.3. Nhật xét và kết quả cài đặt............................................................. 48

3.4. TIỂU KẾT CHƢƠNG 3........................................................................ 48

KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN.............................................................49

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................50

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)