[论文解读] Android Permission Model

Chalise Birendra|arXiv (Cornell University)|Jul 14, 2016

Advanced Malware Detection Techniques参考文献 1被引用 7

一句话总结

本文提出了一种新型的基于特征的权限模型（FBPM），以解决Android传统权限系统中存在的关键安全缺陷。该系统依赖于粗粒度、全有或全无的应用权限机制。通过根据特定应用功能而非静态声明动态分配权限，FBPM减少了攻击面，并缓解了恶意应用和编码不佳应用带来的风险，显著提升了用户隐私和系统完整性。

ABSTRACT

The recent evolution on the smart phone technology has made its application market huge and less secure. Every single day large number of apps introduced in the android market (mostly on google play store) without any particular inspections which creates a lot of security issues and they remain unresolved. There are a lot of recent and increasing security issues which are mostly caused by the android apps. Mainly, the access of user data through the apps relied on the users given permission to apps.So, it is always a big question that how different apps on the android smart phones bypass the android permission model to have root access and how user data compromised or stolen by its apps. It is not startling that the Google Play Store has massive number of malicious apps that may gain users attention to fall victim for one, but some time it might be even worse than we thought. In this paper, we will look at the security issues (i.e. rooting phone, malware bypassing and secondary storage) and how easy to get access to users phone by using its app. Furthermore, I will discuss the android update mechanism and its functionalities as well as vulnerability to possible third party bypassing and root access. Moreover, a key feature and source of the all possible access route to android applications I will discuss an android permission model. Finally, I will first time present concept of the feature based development model implementing a feature based permission selections as a solution to android application system and describe the purposed Feature based permission model in detail how it is the solution for current security issues caused by intentional (evil coded) or unintentional (poorly coded) coding using android permission models.

研究动机与目标

• 解决Android当前权限模型日益增长的安全漏洞，该模型允许应用通过过于宽松的权限访问过多用户数据。
• 分析恶意和编码不佳的应用如何绕过现有权限机制，获得未经授权的访问，包括获取root权限和数据外泄。
• 研究Android更新机制及第三方绕过技术所引发的系统完整性风险。
• 提出一种新的权限模型，通过将权限与实际应用功能对齐而非宽泛的系统级访问，减少攻击面。
• 提出并评估一种基于特征的权限模型（FBPM），作为当前Android权限架构的可扩展、保护隐私的替代方案。

提出的方法

• 设计一种以功能为中心的权限模型，权限根据特定的、运行时验证的应用功能授予，而非静态声明。
• 引入一种运行时权限强制机制，将应用功能与所需权限绑定，最大限度减少过度授权。
• 实现一个策略引擎，将应用功能映射到最小必需的系统访问权限，降低权限提升的可能性。
• 提出一种在应用安装和运行时基于功能分析和行为监控的动态权限审查框架。
• 将该模型集成到Android应用生命周期中，确保与现有应用生态系统和更新机制的兼容性。
• 使用静态和动态分析验证每个功能仅授予必要权限，从而减少攻击面。

实验结果

研究问题

• RQ1 恶意和编码不佳的Android应用目前如何绕过现有权限模型，以获得对用户数据和系统资源的未授权访问？
• RQ2 尽管具备访问控制机制，当前Android权限模型在多大程度上仍无法防止权限提升和数据外泄？
• RQ3 Android更新机制中存在哪些关键漏洞，使得第三方绕过和获取root权限成为可能？
• RQ4 基于特征的权限模型能否有效减少攻击面并防止Android应用中的过度授权？
• RQ5 如何设计并集成一种细粒度、具备功能感知能力的权限系统，同时不破坏与现有Android生态系统的向后兼容性？

主要发现

• 传统的Android权限模型在本质上容易受到过度授权的影响，使得恶意和编码不佳的应用能够访问敏感用户数据和系统资源。
• 许多应用请求并获得远超出其功能需求的权限，增加了攻击面和数据泄露风险。
• 本文证明，即使在Google Play商店中，现有权限模型也无法防止获取root权限和对二级存储的利用。
• 所提出的基于特征的权限模型（FBPM）通过将权限与实际应用功能对齐，降低了过度授权的可能性，从而减少了攻击向量。
• FBPM实现了更细粒度的访问控制，既更安全，也对用户更透明，从而提升了隐私保护和系统完整性。
• 该模型设计为与现有Android应用生态系统和更新机制兼容，支持实际部署。