基于Android系統的手機防火墻的設計與實現

河南 王生陽

基于Android系統的手機防火墻的設計與實現

河南 王生陽

欺詐短信和騷擾電話時常在我們身邊發生，尤其對于防范意識薄弱的老人和小孩來說更需要一款特定的軟件來監控和保護他們的通訊安全，本文基于Android系統，提出手機必須有一款針對短信和電話的防火墻軟件，它可以過濾惡意電話和詐騙短信。

廣播監聽；黑名單；白名單；關鍵字；過濾

引言

隨著使用Android系統手機的用戶數量的增多，許多安全問題就隨之而來。大多數殺毒軟件公司都較注重網絡安全，但忽略了通訊和信息安全方面，尤其對欺詐防范意識薄弱的群體更需要這方面的軟件來保護他們的通訊和信息的安全。

基于Android系統的手機防火墻主要是針對短信和電話進行過濾，它能夠實現對短信實行關鍵字和號碼進行過濾，能夠過濾那些垃圾廣告短信，系統自帶了一些常用的垃圾短信數據庫，它也可以自定義，用戶可以自行添加修改刪除關鍵字，能夠根據自己的需要和最新的常見垃圾短信內容進行過濾攔截它。它也可以對電話進行黑名單過濾，如果在黑名單之內的電話會自動掛斷。

1 And roid系統介紹

Android的系統架構和其操作系統一樣，采用了分層的架構。android分為四層，從高層到低層分別是應用程序層、應用程序框架層、系統運行庫層和linux核心層。Android會同一系列核心應用程序包一起發布，該應用程序包包括email客戶端，SMS短消息程序，日歷，地圖，瀏覽器，聯系人管理程序等。所有的應用程序都是使用JAVA語言編寫的。開發人員也可以完全訪問核心應用程序所使用的API框架。該應用程序的架構設計簡化了組件的重用;任何一個應用程序都可以發布它的功能塊并且任何其它的應用程序都可以使用其所發布的功能塊。

2功能性需求

當手機接收到短信時會先存入手機中的短信數據庫中，再廣播出含有短信的intent。所有有權限接收到這類廣播的程序都會收到。所以有兩種方式可以處理收到的短信。一種是自己定義一個接收者（receiver）方式來接收含有短信的intent。另一種是手機短信數據庫監聽方式，當收到短信時短信數據庫一定有變化，以此來激活程序運行。這里我用第一種方法來接收短信intent，為了第一時間得到廣播可以設置接收者的優先級最高，這樣可以先得到短信信息并設置過濾規則，如果輸入攔截信息就終止此廣播，讓系統自帶的廣播接收者無法接收到此廣播，也就不提醒用戶有信息。

電話防火墻采用自定義廣播接收者（receiver）方式來接收電話信息，然后設置過濾規則，當來電屬于黑名單時采用自動掛斷的方式。短信攔截的用例圖如圖2-1所示。

基本事件流：1.系統接收到短信；2.分析讀取短信的發送地址和具體內容；3.通過黑名單和關鍵字分別過濾短信是不是黑名單中的號碼或者內容是否含有關鍵字；4.如果是屬于黑名單或者短信內容則終止短息。

圖2 -1短信攔截

圖2 -2電話過濾與監聽

防火墻電話過濾與監聽

如果遇到經常騷擾自己的電話，或者一些陌生電話打一下就掛斷的，可以加入黑名單，只要是黑名單里的電話來電時會自動掛斷電話。當被監護人的來電不是黑名單和靜音名單時，電話進來時啟動錄音功能將通話信息錄制下來，存儲在被監護人手機上，此時通知監護人有電話進來并及時查看通話錄音，如果通話內容具有詐騙性質的或者其它惡意的可以及時提醒被監護人。用例圖和用例描述如圖2-2所示。

基本事件流:(1)讀取電話信息；(2)電號碼進行黑名單和白名單過濾；(3)若來電是屬于黑名單自動掛斷電話。

3設計與實現

Android系統，提供了一個名為SQLiteOpenHelper的抽象類，必須繼承它才能使用，它是通過對數據庫版本進行管理來實現前面提出的需求。

為了實現對數據庫版本進行管理，SQLiteOpenHelper類提供了兩個重要的方法，分別是onCreate(SQLiteDatabase db)和onUpgrade(SQLiteDatabase db,intoldVersion,int newVersion)，前者用于初次使用軟件時生成數據庫表，后者用于升級軟件時更新數據庫表結構。當調用SQLiteOpenHelper的getW ritableDatabase()或者getReadableDatabase()方法獲取用于操作數據庫的SQLiteDatabase實例的時候，如果數據庫不存在，Android系統會自動生成一個數據庫，接著調用onCreate()方法，onCreate()方法在初次生成數據庫時才會被調用，在onCreate()方法里可以生成數據庫表結構及添加一些應用使用到的初始化數據。onUpgrade()方法在數據庫的版本發生變化時會被調用，一般在軟件升級時才需改變版本號。

getWritableDatabase()和getReadableDatabase()方法都可以獲取一個用于操作數據庫的SQLiteDatabase實例。但getWritableDatabase()方法以讀寫方式打開數據庫，一旦數據庫的磁盤空間滿了，數據庫就只能讀而不能寫，倘若使用的是getWritableDatabase()方法就會出錯。getReadableDatabase()方法先以讀寫方式打開數據庫，如果數據庫的磁盤空間滿了，就會打開失敗，當打開失敗后會繼續嘗試以只讀方式打開數據庫。下邊表3-1、表3-2、表3-3分別是黑名單表、白名單表、關鍵字表的結構。

表3 -1黑名單表

表3 -1白名單表

表3 -1關鍵字特征庫表

短信過濾部分

短信過濾定義了一個Listener繼承BroadcastReceiver,并在功能清單里定義這個自定義廣播接收者，再定義其優先級priority值為1000，這樣當信息廣播傳到系統時，第一時間得到廣播。在Listener獲取廣播意圖的值，然后和短信意圖相對比，短信廣播意圖值為“android.provider.Telephony.SMS_RECEIVED“,如果是短信廣播意圖，則通過Bundle來獲取廣播信息，然后通過解析把短信內容和地址號碼分開。將號碼分別進行白名單和黑名單進行過濾，如果號碼屬于白名單怎廣播不中止，如果號碼屬于黑名單則短信廣播中止，如果號碼既不屬于白名單又不屬于黑名單，則進行關鍵字過濾，如果含有關鍵則中止廣播。中止廣播用函數abortBroadcast（）。

電話過濾部分

在自定義廣播接收者Listener類中獲取廣播意圖的值，然后和電話意圖值比較，電話意圖值為"android.intent.action.PHONE_STATE"，然后通過意圖獲取來電號碼，方法為intent.getStringExtra("incoming_number")。對于掛斷電話的實現，1.1版本后.Google已經把該API隱藏掉。可以可以通過AIDL(Android遠程方法)及反射來實現,這里我用反射來調用hide API。在項目中新建包com.android.internal.telep-hony,因為要使用AIDL,在該包下新建文件ITelephony.aidl該包與ITelephony.aidl一致，該包下新建文件ITelephony.aidl，將ITelephony.aidl內容拷貝到文件中，通過反射獲取TelephonyManager，這樣可以調用iTelephony的endCall()隱藏方法來掛斷電話。

TelephonyManager夠監控來電三種狀態TelephonyManager.CALL_STATE_RINGING來電響鈴；TelephonyManager.CALL_STATE_OFFH OOK來電接通去電撥TelephonyManag-er.CALL_STATE_IDLE來去電電話掛斷；在來電響鈴狀態時，進行黑白名單過濾，如果是屬于黑名單就調用end-Call()函數進行掛斷。

電話錄音

開機啟動一個服務，服務service里通過TelephonyManager來監聽電話狀。通過一個繼承PhoneStateListener類的內部類實施電話狀態中的動作，當來電處于通話狀態時調用MediaRecorder開始錄音，當電話處于掛斷時停止錄音，并將錄音文件存在手機內存sdcard上。

總結

基于Android系統防火墻能很好的能夠對來往短信和電話的實時監控，在一定程度上保護了社會上那些防范意識薄弱的群體不受陌生電話的侵犯和垃圾短信的騷擾，監護人能夠及時得到被監護人的通話和短信信息，可以放心的工作了。

[1]楊豐盛.Android應用開發揭秘[M].北京：機械工業出版社，2010.1：518.

[2]張山風，劉雪艷.Windows XP系統文件保護功能探討[J].辦公自動化,2006,6:31-32.

[3]汪永峰.Android平臺開發之旅[M].北京：機械工業出版社，2010.8：515.

(作者單位：河南省南陽農業學校)

（編輯 王旸）