Android安全机制详解：权限、沙箱与注入技术

"Android安全机制主要依赖于Linux内核的用户ID（UID）和用户组ID（GID）实现应用程序的隔离，形成了所谓的沙箱环境。每个Android应用程序在安装时会被分配一个唯一的UID和GID，以及根据所需权限赋予额外的GID。这限制了应用对文件的访问，通常只能访问自己创建的文件。当调用敏感API时，系统会检查应用是否在安装时已申请相应权限。如果未申请，访问将被拒绝。对于拥有root权限的应用，这种沙箱限制不再有效，它们可以利用ptrace进行进程注入，拦截其他应用或系统进程的函数调用。本文将深入探讨Android的安全模型，包括SO注入、加壳技术、函数拦截以及DEX注入和加壳技术等。" 在Android系统中，安全模型的核心是用户和权限管理。每个用户对应一个UID，用户又可以分属多个用户组，每个组有一个GID。文件的权限分为读、写、执行三种，针对文件所有者、同一组用户和其他用户分别设置。进程则通过UID、GID和补充GID来确定其访问权限，同时还可以使用capabilities进行更细粒度的权限控制。 系统中的首个进程Init具有root权限，其子进程继承其权限，但可以通过setuid、setgid改变。SUID（Set-User-ID）和SGID（Set-Group-ID）允许程序以所有者的权限执行，为权限管理提供了灵活性。在APK安装过程中，PackageManagerService（PMS）为每个应用分配唯一的UID和GID，若两个应用有相同的签名，可共享UID，通过设置`android:sharedUserId`。若应用由平台签名，可以获取System UID，享有更高权限。 签名机制也是Android安全模型的关键部分，每个APK安装时都需要声明所需的权限。如果两个APK由同一签名者签名，它们可以共享数据和权限。签名验证确保了应用的完整性和来源可信性。 文章还涉及到了一些高级安全技术，如SO（Shared Object）注入，通过替换或扩展原生库函数来改变程序行为。SO加壳技术则是将原生库封装在另一层外壳中，用于隐藏真实行为或增强功能。C/C++函数拦截技术允许对原生层的函数调用进行监控或篡改。DEX注入和加壳技术针对的是Dalvik字节码，同样可以改变应用的运行逻辑。Java函数拦截则是在Java层对方法调用进行拦截和控制。 Android的安全机制通过多层权限控制、签名验证和代码注入技术，旨在保护用户数据和系统安全，防止恶意软件和未经授权的行为。然而，随着技术的发展，攻击者也在不断寻找绕过这些机制的方法，因此安全研究和防御策略需要持续演进。