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基于Android的手勢加密軟件的設計與實現計算機畢業設計.doc

'基于Android的手勢加密軟件的設計與實現計算機畢業設計.doc'
?基于Android的手勢加密軟件的設計與實現摘 要隨著科技的發展,移動智能終端逐漸走進人們的視線,相關應用越來越廣泛,并在人們的日常生活中扮演著越來越重要的角色。因此,關鍵應用程序的開發成為影響移動智能終端普及的重要因素,設計并開發實用、方便的應用程序具有重要的意義和良好的市場前景,如此看來我們設計一款為手機加密的軟件也更具有重要的意義和良好的場景。而Android作為當前最流行的操作平臺,自然也存在著大量的應用服務需求。 本課題研究的是基于android的手勢加密軟件的設計與實現,為android手機實現了良好的屏幕加密、解鎖功能,同時提供解鎖次數限制,實現了對android手機的信息安全保護,為用戶提供了一個安全試用、操作方便、用戶體驗較好的加密鎖屏軟件。 在信息化如此發達的今天,手機不僅僅是我們撥打,發送短信的工具,更加是我們日常生活息的載體,里面含有大量私人的信息,我們軟件在此背景下設計開發,加強保護手機用戶的信息安全,意義重大。關鍵詞:Android;手勢加密;SQLite;手機軟件Design and implementation of gesture encryption software based on AndroidABSTRACTWith the development of science and technology, mobile intelligent terminal gradually into the line of sight of people, the application is more and more widely, and plays a more and more important in People's Daily life.Key application development, therefore, become the important factors that affect mobile intelligent terminal spread, design and develop practical and convenient application has important meaning and good market prospects, so we design a software for mobile encryption and more has the vital significance and the good scene.And Android as the most popular operating platform, nature also exist a lot of application service requirements.This topic research is based on the android's gesture encryption software, the design and implementation of encryption for android mobile phone to achieve the good screen, unlock function, at the same time provide unlock number, implements the information security protection for android phones, provides users with a safety trial, convenient operation, good user experience can screen software.In such a developed day of informatization, the mobile phone is not just we call, send SMS tool, more is the carrier of information in our daily life, contains a large amount of private information, our software under the background of the design and development, strengthen the protection of information security, mobile phone users, is of great significanceKeywords: Android;gestures encryption;SQLite; mobile phone software目 錄摘 要 IABSTRACT II1 緒 論 11.1本課題研究背景和意義 11.2當前研究現狀 11.2.1 各個手機操作系統現狀 21.3課題的研究容 31.4本論文的組織結構 42 關鍵技術介紹 52.1 Android平臺相關概念 52.1.1 Android系統的特點 52.1.2 Android 的功能 52.1.3 Android 移動平臺開發研究過程 62.1.4 Android移動平臺下的應用研究 62.2 開發環境介紹 72.2.1開發工具 72.2.2開發環境 82.3 Android系統基本框架 82.3.1 Applications 82.3.2 Application FrameWork 82.3.3 Libraries庫 92.3.4 Android Runtime 92.4 Activity簡介 102.5 Intent 103 手勢加密系統分析與設計 113.1系統可行性分析 113.1.1經濟可行性 113.1.2 技術可行性 113.1.3 操作可行性 123.1.4 法律可行性 123.2 系統開發環境 123.3系統功能需求分析 123.3.1 九宮格圖案加解鎖 123.3.2 錯誤次數限制 123.3.3 緊急呼叫 123.3.4 重置密碼 123.3.5 其他設置 133.4系統總體設計 133.5系統流程設計 134 系統編碼實現 154.1九宮圖實現 154.2 初始化密碼實現 314.3 解密功能實現 334.4密碼重置界面 355 系統測試 375.1 軟件測試 375.1.1單元測試 375.1.2集成測試和確認測試 375.1.3系統測試 375.2 測試用例 375.3 測試總結 406 總結及展望 416.1 總 結 416.2 展 望 41參考文獻 42致 43外文原文 44中文翻譯 541 緒 論1.1本課題研究背景和意義Android是一個真正意義上的開放性移動設備綜合平。省略部分。時保持性。在我們的威脅模型中,我們假設一個對手是已經在設備或裸存儲介質的控制。記憶傳播的攻擊和防御都超出了本文的圍,并通過相關研究在第二節解決。由操作系統提供的一個強大的數據加密基礎架構可以幫助保護智能手機上的所有數據的性,因為對手不能獲得密鑰。此外,通過破壞智能手機上的加密密鑰,我們可以使數據幾乎無法收回。在確定威脅模型和上市我們的假設,我們詳細介紹的步驟來構建Android上的加密文件系統在下面的章節。二,績效4.1實驗設置對于我們的實驗中,我們使用了谷歌的Nexus S智能手機設備與Android 2.3版本(代號餅)。該設備的引導加載程序解鎖和設備是植根。上的Nexus S智能手機的持久存儲是一個507MB MTD(存技術設備)。MTD既不是塊設備不是一個字符設備,并且是專為閃存表現得像塊設備。除了MTD設備,Nexus S的有一個專用的MMC(多媒體卡,這也是NAND閃存存儲技術)設備,致力于系統和用戶數據的分區,分別為512MB和1024MB。表II提供了MTD設備和MMC設備分區布局。為了評估此設置對性能,我們安裝了兩種不同類型的基準測試工具。我們使用的RedLicense實驗室創建的SQLite的標桿應用 - RL基準sqlite的。為了更好地理解細粒度低級文件在不同的I / O模式I / O操作,我們使用的是IOzone [7],這是一個流行的開源文件系統的微基準測試工具。但應當注意的是,這些工具都為“真正的使用中”,以及一個非常好的為例。RL基準sqlite的行為,因為這是數據庫重會表現的任何應用程序。IOzone的使用直接文件I / O密集??就像任何應用程序會,如果它被讀取或寫入文件的持續性存儲。它在存中運行,并使用CPU,顯卡,GPS或其他設備驅動程序的所有其他應用程序無關我們的存儲介質測試和加密文件系統的存在并不會影響他們的表現。IOzone的是一個文件系統基準測試工具[7]?;鶞实漠a生和測量的各種文件操作,并已廣泛應用于科研工作基準在不同平臺上的各種文件系統?;鶞蕼y試文件為通用的文件操作,如讀取I / O性能,寫,重讀,重新寫,倒著讀,讀跨入,用fread,fwrite的,隨機讀取,的pread,mmap的,AIO讀,寫的aio 。IOzone的已經被移植到很多平臺和運行在各種操作系統。在這里,在我們的文章中,我們可以使用最新的是IOzone的ARM-Linux的版本(Android的兼容),并專注于加密開銷。緩存的效果是通過冷重啟設備的是IOzone和RL基準sqlite的每次運行消除。該設備完全充電,并連接到外接USB電源,而在實驗中。我們所收集的數據,并繪制5奔跑在數字的平均結果在所有下面的實驗。B。吞吐量EncFS在本節的表現,我們目前的IOzone的性能結果的隨機讀取和寫入操作的用戶數據分區?;鶞蔬\行為不同的文件大小和每個文件的大小,用不同的記錄長度。最大文件大小被選定為4MB表三.SQLITE性能在谷歌Nexus s由于觀察到95%的用戶數據文件的比4MB在一個典型的機器人系統要小。圖3為四種典型的文件比較吞吐量的I / O操作,即讀取,隨機讀取,寫入,隨機寫入。該IOzone的實驗原始的ext4文件系統和EncFS不同的AES密鑰長度上運行。圖3示出了用于讀出操作,EncFS執行相同的原EXT4。然而,對于隨機讀,寫,隨機寫入,分別EncFS只給出3%,5%,原始吞吐量的4%。我們的分析顯示加密/解密貢獻的開銷,是安全性和性能之間的預期權衡。在EncFS緩沖讀,使讀操作只產生輕微的開銷。然而,對于隨機讀取,需要在解密結果中較慢的輸送中的數據塊排列。對于不同的密鑰長度,256位的密鑰僅會導致額外的10%的開銷相比,以128位的密鑰進行更好的安全性。特別是AES-256運行12866KB /秒,8915KB /秒,9804KB / s的峰值進行隨機讀取,分別寫和隨機寫入,而AES-128運行14378KB /秒,9808KB /秒,10922KB /秒。較長的密鑰長度買賣更好的安全性能性能損失只有微小的加密方案的性能損失。優化可以彌補這樣的密鑰長度開銷如圖節VD?;谶@一觀察,AES-256建議和使用的默認以下小節除非另有明確提及。同樣,SD卡分區給出了相同圖案略有不同的值。由于該SD卡分區股與用戶數據的分區,如表二所列相同的底層物理設備的MMC,我們的實驗結果表明原來的VFAT文件系統的性能比的ext4文件系統快16%的讀取和隨機讀取操作,而ext4的性能優于VFAT 80的事實分別%和寫入和隨機寫入操作5%。然而,當比較不同的文件系統是我們的重點在本文。我們觀察到不同的吞吐量值和其它設備上如的Nexus One,HTC Desire和戴爾Streak它使用可移動SD卡作為獨立的物理介質部NAND設備的開銷模式。這兩個AES-128和AES-256的吞吐量SD卡是完全相同的統計對用戶數據的分區那些給予95%的置信區間。這樣的結果表明,加密EncFS的計劃(例如部數據塊的大小,密鑰長度),其保險絲的IO是原語的表現,無論底層文件系統的瓶頸。我們建議在第VD相應的優化。除了基本的I / O操作,我們來看看詳細的讀操作在不同的文件I / O記錄大小前后加密。特別是,我們繪制三維表面圖和等高線圖。在三維表面曲線圖中,x軸是該記錄的大小,y軸是在千字節每秒的吞吐量,和z軸的是文件大小。輪廓視圖顯示吞吐量在不同的記錄大小和文件大小的分布情況。在某種意義上,這是一個頂視圖,該三維表面圖形。圖4和5顯示的吞吐量時IOzone的讀取部分從開始的文件。圖4顯示了Android 2.3的好處更大尺寸的記錄和文件大小為更好的吞吐量默認的ext4文件系統。在右上角的性能峰值中心在3-D圖形的輪廓視圖。然而,將EncFS后,性能秒殺轉移到對角的地方記錄的大小等于文件的大小。這是因為,在解密的文件的塊的部對準了一個有趣的還預期的結果。為了更好地了解Android的SQLite的IO訪問的模式下,我們的加密文件系統的性能,我們提出了數據庫事務基準在下一小節,這更多的是用戶的體驗。C.SQLite的性能基準測試除了IOzone的微基準測試結果在上一節中,我們測量時間使用RL基準SQLite的性能應用在Android市場[11]各種典型的數據庫事務。表三組的讀取和寫入文件系統的操作,并列出了詳細的結果。我們認為,隨機讀取和寫是數據庫I / O操作在我們的場景中一個公平的代表性。這是因為,對SQLite,數據庫文件由一個或多個頁面的事實。所有讀取和寫入到數據庫文件開始在頁邊界,所有的讀/寫操作的頁面大小的整數倍。由于確切的網頁是由數據庫引擎管理,文件系統只能觀察隨機I / O操作。結合了加密文件系統后,數據庫,事務密集型應用程序變慢從81.68秒到128.66秒的操作列表如表三中描述。通過選擇數據庫事務反映了讀操作顯示了IOzone的結果是一致的結果:在EncFS緩沖區有助于表現。然而,從插入,更新或刪除數據庫的交易所產生的任何寫操作將產生3%至401%的開銷??傮w開銷是58%。這是安全和性能之間的權衡。
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