Android沙箱技术解析：Appfence与ptrace的实现

资源摘要信息:"Appfence是一个基于ptrace的Android沙箱解决方案，用于隔离应用程序的文件和网络访问。该项目提供了传统沙箱功能，即对应用程序访问的文件进行重定向，使其无法在正常模式下访问同一应用程序的文件。此外，Appfence还致力于实现Android API级别的沙箱功能，但该功能尚在调查中。Appfence运行在系统调用级别，并使用ptrace进行监控和控制。开发Appfence项目需要Eclipse集成开发环境配合CDT、Android NDK和Android SDK工具。Eclipse环境配置包括设置相应的环境变量以指向Android NDK路径。该项目已表明其已过时，开发者转而使用strace扩展实现所需功能。" ### Android沙箱技术 Android沙箱是一种安全机制，旨在隔离应用程序，防止它们相互干扰。每个应用程序在安装时都会获得一个独立的运行环境。在Android系统中，沙箱通常通过以下方式实现： 1. **文件系统隔离**：每个应用的文件系统空间是私有的，应用只能访问自己的文件空间。 2. **Linux用户ID隔离**：每个应用运行在一个独立的Linux用户ID下，具有独特的用户ID和组ID。 3. **进程隔离**：应用运行在独立的进程中，相互之间通过IPC（Inter-Process Communication）进行数据交换。 4. **网络隔离**：应用的网络通信被限制，无法直接与其他应用进行网络交互。 ### ptrace系统调用跟踪 ptrace是一个强大的调试工具，用于系统调用跟踪和进程控制。在Unix和类Unix系统中，包括Linux系统，ptrace允许一个进程观察和控制另一个进程的执行，读写其寄存器和内存，以及跟踪系统调用和信号。 ptrace在Appfence项目中被用作底层技术，来监控和控制被沙箱隔离的应用程序。 ### 开发环境设置 1. **Eclipse集成开发环境**：Eclipse是一个流行的开源集成开发环境，广泛用于Java、C/C++等语言的应用开发。 2. **CDT（C/C++ Development Tools）**：这是Eclipse的一个插件，提供了C/C++编程语言开发所需的工具集。 3. **Android NDK（Native Development Kit）**：NDK是一组工具集，允许开发者用C和C++语言编写原生代码，并将其打包进Android应用。 4. **Android SDK（Software Development Kit）**：SDK提供了开发Android应用所需的一系列工具包和API，包括模拟器、调试工具、文档等。 ### Eclipse环境配置 为了开发基于NDK的应用，需要在Eclipse中配置环境变量，确保Eclipse能识别NDK路径。以下是基本步骤： 1. 打开Eclipse，进入Window -> Preferences -> C/C++ -> General -> Paths and Symbols。 2. 在Language下拉菜单中选择GNU C++。 3. 添加NDK的路径到变量列表中。 ### Appfence功能和使用限制 1. **文件重定向**：Appfence可以重定向应用程序访问的文件，使其无法在正常模式下访问属于同一应用程序的文件。 2. **API沙箱（调查中）**：Appfence还在研究如何在Android API级别上实现沙箱功能，但目前该功能尚未完成。 3. **系统调用级别**：Appfence在系统调用级别上运行，意味着它跟踪并控制了应用程序发起的每一个系统调用。 4. **过时声明**：Appfence项目自己声明已经过时，建议开发者关注strace的扩展，这表明该项目不再维护。 ### 使用建议 考虑到Appfence项目已声明过时，并且对于 ptrace 的使用在现代Android开发中并不常见，建议开发者使用更为现代和安全的沙箱解决方案。例如，利用Android原生开发工具包（NDK）中的安全API和现代调试工具进行沙箱开发。 在开发Android应用时，重点考虑使用安全编程实践和官方推荐的沙箱机制，同时注意遵守Google Play的政策和标准。