Android手机安全软件的恶意程序检测靠谱吗--LBE安全大师、腾讯手机管家、360手机卫士恶意软件检测方法研究

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Android系统开放，各大论坛活跃，应用程序分发渠道广泛，这也就为恶意软件的传播提供了良好的环境。好在手机上安装了安全软件，是否能有效的检测出恶意软件呢？下边针对LBE安全大师、腾讯安全管家和360手机卫士做出一系列实验。

1. Android恶意样本实验。

      Android Malware Genome Project（http://www.malgenomeproject.org/）收集了2010年8月到2011年10月的涵盖主要恶意软件类型的超过1200个恶意程序样本，样本有些陈旧，但这是目前手头上有的，最新的样本不知如何获得，希望有了解的同学留言告知。

      从中抽取了涵盖不同类型的100多个样本进行安装实验。结果恶意软件识别率惊人的高。几乎全部可以检测的到。

                            

      恶意软件的检测率如此高，确实很让我惊讶，那这些安全软件到底是如何检测恶意软件的呢，实验的结果更是让我惊讶，这项实验才是重点。

2. Plankton类型的5aff5198c2fe5798bd7f1519dab0cd4ee737d5d2.apk程序测试安全软件的检测方式

      起初，我考虑检测恶意软件主要是扫描APK的Manifest文件，分析函数调用关系，所以我考虑对样本进行反向工程，然后自己新建项目去实现，当增加一段代码安全软件就判定为恶意程序，删除这一段代码后就检测正常时，这段代码就是恶意软件的核心特征。在这样的考虑下，首先综合使用apktool、dex2jar和jdgui对apk样本进行处理。

2.1 样本反向工程

      5aff5198c2fe5798bd7f1519dab0cd4ee737d5d2.apk样本为一款愤怒的小鸟修改器程序，名称为Angry Birds Cheater，图标如下：

                            

      Apktool处理，发现程序结构很简单，只有res和smali目录，还有Manifest.xml文件，Manifest文件中只有一个Activity和一个Service，申请的权限不少，我怀疑这些权限是不是一个检测的点。

      Manifest文件如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<manifest android:versionCode="3" android:versionName="2.01" package="com.crazyapps.angry.birds.cheater.trainer.helper"
  xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
    <application android:label="@string/app_name" android:icon="@drawable/icon">
        <activity android:label="@string/app_name" android:name=".AngryBirdsCheater" android:configChanges="keyboardHidden|orientation">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
        <service android:name="com.plankton.device.android.service.AndroidMDKService" android:enabled="true" />
    </application>
    <uses-sdk android:minSdkVersion="8" />
    <supports-screens android:anyDensity="true" android:smallScreens="true" android:normalScreens="true" android:largeScreens="true" />
    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.READ_PHONE_STATE" />
    <uses-permission android:name="com.android.browser.permission.WRITE_HISTORY_BOOKMARKS" />
    <uses-permission android:name="com.android.browser.permission.READ_HISTORY_BOOKMARKS" />
    <uses-permission android:name="com.android.launcher.permission.INSTALL_SHORTCUT" />
    <uses-permission android:name="com.android.launcher.permission.UNINSTALL_SHORTCUT" />
    <uses-permission android:name="com.android.launcher.permission.READ_SETTINGS" />
    <uses-permission android:name="com.android.launcher.permission.WRITE_SETTINGS" />
    <uses-permission android:name="android.permission.READ_LOGS" />
    <uses-permission android:name="com.htc.launcher.permission.READ_SETTINGS" />
    <uses-permission android:name="com.motorola.launcher.permission.READ_SETTINGS" />
    <uses-permission android:name="com.motorola.launcher.permission.WRITE_SETTINGS" />
    <uses-permission android:name="com.motorola.launcher.permission.INSTALL_SHORTCUT" />
    <uses-permission android:name="com.motorola.launcher.permission.UNINSTALL_SHORTCUT" />
    <uses-permission android:name="com.lge.launcher.permission.READ_SETTINGS" />
    <uses-permission android:name="com.lge.launcher.permission.WRITE_SETTINGS" />
    <uses-permission android:name="com.lge.launcher.permission.INSTALL_SHORTCUT" />
    <uses-permission android:name="com.lge.launcher.permission.UNINSTALL_SHORTCUT" />
</manifest>

       

      Smali代码看起来比较吃力，所以采用dex2jar和jdgui来查看代码，代码的结构如下图：

                                   

      其中AngryBirdsCheater为Activity，在onCreate方法里调用了AndroidMDKService服务的initMDK方法启动服务，然后向服务器请求攻击指令，下载jar文件等。

      看雪论坛有对Plankton恶意程序的一篇分析文章：http://bbs.pediy.com/showthread.php?t=176363 。此处不多讲了，因为实验结果出现的太突然了，根本没需要深入理解代码过程，下边解释出现了什么。

2.2 创建工程实现Plankton恶意程序

      接下来自己创建工程，程序名为Plankton2，第一个Activity页面就自动生成的也没改，然后添加com.plankton.device.android.service包，创建AndroidMDKService类，在Manifest中声明这个服务，写到这，先运行下试试吧。

      结果，结果令人震惊：

                           

      什么，这就报毒了，我还什么都没写呢，MainActivity里只有onCreate，而且里边只setContentView里，AndroidMDKService里只有onBind，里边还是空的，Manifest文件里甚至没有申请一项权限。这误报的太明显了。

      Plankton2代码结构：

               

      MainActivity代码：

public class MainActivity extends Activity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    }

}

      AndroidMDKService代码：

public class AndroidMDKService extends Service {

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        // TODO Auto-generated method stub
        return null;
    }

}

      Manifest文件：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.shuai.plankton2"
    android:versionCode="1"
    android:versionName="1.0" >

    <uses-sdk
        android:minSdkVersion="8"
        android:targetSdkVersion="17" />

    <application
        android:icon="@drawable/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name" >
        <activity
            android:name="com.shuai.plankton2.MainActivity"
            android:label="@string/app_name" >
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
        
        <service 
            android:name="com.plankton.device.android.service.AndroidMDKService">           
        </service>
    </application>
</manifest>

      这样的结果着实很出乎我的意料。

      还好，360和他们不一样，报的是安全的。

                 

      难道仅仅是有了AndroidMDKService类就唬住LBE和手机管家了吗，现在点到这个类上F2，重命名，去掉MDK的K，重新安全，此时所有检测均为安全的了。

      进一步测试发现，必须是com.plankton.device.android.service包名下创建AndroidMDKService类才会被检测，看来LBE和手机管家检测恶意程序是根据恶意类名的方式实现的，这样的做法导致恶意软件只要更改包名就可以绕过检测。

      360还无法检测到恶意，那继续完善程序，根据反编译的结果把类补充完整，因为反编译的结果直接贴到工程中会有不少错误，修改了很长时间360还是一直识别是安全的，我在想是不是因为哪些功能或者特征没有实现处理，所以360就不会报毒，让我认为360的检测结果还是比较靠谱的。

2.3 样本重签名，360不认识了

      突然想到给程序重签名试试看，重签名的过程网上可以搜到，用WinRAR打开APK文件，删除META-INF目录，然后在命令行用keytool生成密钥，用jarsigner签名。

      这时候再安装，360报未发现安全风险，和上图相同，这明明是个恶意程序的，怎么成安全的了，只是换了个签名而已，程序的恶意行为部分又不会影响。

总结：

      普通的恶意样本检测中，三款安全软件都表现良好，能准确的检测出恶意软件；进一步的分析中发现，LBE和腾讯手机管家识别恶意软件时通过类的URI（不知道这种叫法是否合理），只要包名和类名符合恶意程序特征，就会报恶意程序，即使这个程序什么都不做，这就会造成很多误报情况发生，而且恶意程序可以通过更换包名和类名的方法绕过检测；360手机卫士是通过签名来识别恶意程序的，对程序重签名可以绕过这种检测方法。

      总的来说，静态的基于特征的检测总会存在这些问题，这也是在考虑效果和性能情况下的折中，毕竟在程序安装时就进行复杂的检测会带来过大的系统开销，但是这就又带来了一下安全隐患，这种检测方式还必须及时更新病毒库，否则最新出现的恶意程序会无法识别。