隨著Android在全國的普及，其開放性系統(tǒng)在得到廣泛應(yīng)用的同時，也面臨著安全性和隱私保護問題。本篇計算機論文針對Android手機防護現(xiàn)狀，開發(fā)基于Android的防盜追蹤與隱私保護系統(tǒng)，包括人臉識別相關(guān)算法及技術(shù)來達到最安全的防護效果，并闡述分析該系統(tǒng)的技術(shù)要點和實現(xiàn)方式。

　　推薦期刊：核心期刊《電子設(shè)計技術(shù)》EDN China(月刊)曾用刊名：電子設(shè)計技術(shù)EDNCHINA，1994年創(chuàng)刊，辦刊宗旨：成為中國電子設(shè)計業(yè)主導刊物，讀者：電子設(shè)計業(yè)工程師及技術(shù)管理人員。堅持為社會主義服務(wù)的方向，堅持以馬克思列寧主義、毛澤東思想和鄧小平理論為指導，貫徹“百花齊放、百家爭鳴”和“古為今用、洋為中用”的方針，堅持實事求是、理論與實際相結(jié)合的嚴謹學風，傳播先進的科學文化知識，弘揚民族優(yōu)秀科學文化，促進國際科學文化交流，探索防災(zāi)科技教育、教學及管理諸方面的規(guī)律，活躍教學與科研的學術(shù)風氣，為教學與科研服務(wù)。相關(guān)有核心期刊《信息網(wǎng)絡(luò)安全》國家級期刊《電子工藝技術(shù)》

　　關(guān)鍵詞：Android;人臉識別;隱私保護;定位

　　1項目研究背景

　　隨著基于移動通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的移動互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展，智能終端呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展趨勢，移動應(yīng)用層出不窮。與此同時，移動互聯(lián)網(wǎng)的安全問題也開始引起人們的強烈關(guān)注，特別是人們愈發(fā)依賴以智能手機為代表的智能終端來從事各種不同的社會活動(如手機支付、社交)，手機內(nèi)存儲著大量的重要信息和隱私，手機丟失的代價是巨大的。用戶不僅無法找回之前的重要信息資料，而且對新手機的重新設(shè)置也非常繁瑣。

　　Android是Google開發(fā)的基于Linux平臺的開源手機操作系統(tǒng)，被譽為第一個完整、開放而免費的移動平臺。Google提供在線文檔、工具、論壇和軟件開發(fā)工具包等資源，以便開發(fā)者在Android平臺上開發(fā)應(yīng)用程序[1]。如今Android已成為目前主流的手機操作系統(tǒng)之一，深受開發(fā)人員青睞。隨著國內(nèi)Android終端發(fā)展迅速，Android手機用戶越來越多，智能手機上的移動信息安全問題值得深入研究。

　　2項目研究現(xiàn)狀及意義

　　手機防護包括兩方面：軟件和硬件。而采用硬件方式或廠家預(yù)裝方式實現(xiàn)的防護功能較為有限，無法滿足廣大手機用戶對手機防護的需求，同時也會增加手機成本。智能手機的推出和發(fā)展，為防護軟件提供了一個可以實現(xiàn)的平臺。目前，市面上也出現(xiàn)了智能手機防護軟件，比較知名的防護軟件有：“手機防盜鎖”、 “360手機安全衛(wèi)士”、“金山手機衛(wèi)士”等。使用此類軟件有的能夠在手機丟失前報警，有的能夠在手機丟失后實現(xiàn)換卡通知、清除手機上存儲的重要數(shù)據(jù)、遠程鎖定用戶設(shè)備等。但是此類軟件都是單一的事前或事后行為，獲取信息不夠詳細，數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全性也得不到保證。

　　利用重力傳感器、光傳感器等，本系統(tǒng)可實現(xiàn)靜止模式和口袋模式，能在生活中容易被盜的公交車/地鐵、購物、就餐等場景進行場景感應(yīng)防盜。當手機被盜時，手機可瞬間發(fā)出報警訊號，使用戶在第一時間獲取信號，及時做出防盜行為。

　　同時如果手機被盜后，利用Android廣播機制，程序監(jiān)聽手機開機啟動，通過監(jiān)聽SIM卡的IMSI碼改變來判斷手機安全狀態(tài)，可監(jiān)聽并截獲安全指令[2]，實現(xiàn)手機鎖定、數(shù)據(jù)備份等功能。通過雙重保護，能更大程度地滿足用戶需求，使得手機處于更加安全的環(huán)境下。

　　3項目研究目標

　　開發(fā)出一個基于Android的防盜追蹤與隱私保護系統(tǒng)，解決手機防盜追蹤與隱私保護兩方面問題。研究人臉識別相關(guān)算法及技術(shù)，提高團隊成員獨立學習思考的能力和創(chuàng)新精神，尋找出效率最高和安全防護最強的解決方案，并應(yīng)用到實例中。

　　4相關(guān)技術(shù)介紹

　　4.1Android平臺

　　一個Android應(yīng)用程序是由Activity、BroadcastReceiver、Service、ContentProvider中的一個或多個組件組成，稱為Android的4大組件。Activity是系統(tǒng)可視化組件，它可以監(jiān)聽并處理用戶做出的響應(yīng);Service是運行在后臺的一種服務(wù)程序，沒有可視化界面，可以用來開發(fā)監(jiān)控類程序等;BroadcastReceiver是廣播接收器，接收系統(tǒng)級別或自定義的廣播;ContentProvider可用來保存和檢索數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)存儲在本地。Android應(yīng)用程序的構(gòu)成如圖1所示。

　　4.2人臉識別

　　人臉識別的處理過程包括人臉處理、人臉檢測、人臉特征提取和人臉識別，主要需要解決光照不均勻引起檢測率與識別率降低的問題，采用直方圖均衡化的方法對輸入的人臉圖像進行預(yù)處理[3]。

　　本系統(tǒng)選擇OpenCV計算機視覺庫來實現(xiàn)人臉檢測和人臉識別，Opencv是基于BSD許可證授權(quán)發(fā)布的實時計算機視覺的函數(shù)庫，它是由C++ 和一系列C函數(shù)組成，并且提供Java接口，能夠運行在Linux、Windows、Android和Mac平臺上。函數(shù)包括圖像處理和計算機視覺方面的很多通用算法，現(xiàn)已實現(xiàn)超過2500個優(yōu)化算法。

　　5系統(tǒng)詳細設(shè)計及實現(xiàn)

　　5.1個性設(shè)置模塊

　　本模塊是該系統(tǒng)的基礎(chǔ)模塊，能夠把各個模塊之間相互聯(lián)系在一起。通過綁定熟人的安全號碼，手機能在被盜后獲取換卡通知的功能;當用戶設(shè)置自己的安全郵箱，系統(tǒng)自動檢測郵箱格式是否正確，用于接收被盜手機上傳的信息;通過訓練樣本圖片，提取樣本圖像中的特征，并保存在本地.xml文件中，作為人臉解鎖的比對數(shù)據(jù);通過設(shè)定防盜數(shù)字密碼，防止小偷修改防盜設(shè)置，可用于密碼解鎖。人臉信息注冊流程如圖2所示。

　　當用戶點擊添加人臉圖片時，本系統(tǒng)會調(diào)用手機系統(tǒng)自帶的CameraApp，用戶可以拍攝照片，系統(tǒng)會利用上述人臉檢測方法判斷拍攝的照片中是否有人臉。如果存在人臉，繼續(xù)采集圖片直到采集完3張圖片，此時人臉注冊按鈕變?yōu)榭捎?如果不存在人臉，系統(tǒng)會出現(xiàn)“未檢測到人臉，請再拍一次”的 Toast提示。

　　系統(tǒng)調(diào)用CameraApp的代碼如下所示：

　　IntentintentCamera=newIntent(MediaStore.ACTION_IMAGE_CAPTURE);

　　startActivityForResult(intentCamera，1)

　　當點擊完成人臉注冊時，系統(tǒng)調(diào)用上述人臉特征提取代碼，完成特征值的本地存儲。

　　用戶在設(shè)定防盜數(shù)字密碼界面中輸入兩次備用密碼，點擊Button按鈕。若兩次輸入正確，則系統(tǒng)保存?zhèn)溆妹艽a到本地，否則系統(tǒng)會顯示“兩次密碼輸入不一致!請重新輸入”的Toast提示，同時清空EditText中的內(nèi)容。

　　5.2解鎖管理模塊

　　本模塊分為人臉解鎖和密碼鎖。密碼鎖界面是在人臉解鎖不成功的情況下，自動跳入到該界面。

　　在人臉解鎖界面，使用Surfaceview調(diào)用系統(tǒng)攝像頭，使用系統(tǒng)攝像頭時，需要添加android.permission.CAMERA權(quán)限。當攝像頭被調(diào)用時，系統(tǒng)要實時捕獲幀，在Activity中繼承PreviewCallback接口[4]。程序調(diào)用PreviewCallback 接口，此時系統(tǒng)會自動加載onPreviewFrame函數(shù)，可以在該函數(shù)中捕獲到圖片，并進行處理。本系統(tǒng)中主要用 setOneShotPreviewCallback函數(shù)來觸發(fā)該回調(diào)。解鎖失敗3次時，系統(tǒng)會默認人臉解鎖不成功，將頭像保存在數(shù)據(jù)庫表中，之后跳到防盜密碼解鎖界面。

　　密碼解鎖界面如圖3所示。系統(tǒng)自動判斷用戶輸入的密碼是否正確，如果正確，則允許用戶進入手機系統(tǒng);如果錯誤，會提示用戶再次輸入密碼。若用戶連續(xù)3次及3次以上輸入錯誤的防盜密碼，系統(tǒng)則會將最新拍攝的相片發(fā)送到安全郵箱。

　　5.3隱私保護模塊

　　在本模塊中，使用列表控件來顯示應(yīng)用程序的圖標和名稱。當用戶點擊某個控件時，若該控件為選中狀態(tài)，則變?yōu)槲催x中狀態(tài)，同時從數(shù)據(jù)庫中刪除該應(yīng)用程序包信息;若該控件為未選中狀態(tài)，則變?yōu)檫x中狀態(tài)，同時向數(shù)據(jù)庫中加入該包信息，備份短信、通訊錄數(shù)據(jù)到綁定郵箱。

　　5.4偷窺者管理模塊

　　在解鎖管理模塊中，系統(tǒng)記錄了偷窺者圖像信息。用戶可以查看偷窺者圖片與偷窺時間、刪除偷窺者記錄。查看偷窺者信息界面如圖4所示。

　　查看定位信息界面如圖5所示。用戶可查看偷窺者偷窺時在地圖上顯示的位置。

　　6結(jié)語

　　本系統(tǒng)在人臉識別算法基礎(chǔ)上實現(xiàn)了手機解鎖、偷窺者記錄查看等功能，同時將手機的安全防護與追蹤定位技術(shù)相結(jié)合，以為用戶提供安全的定位服務(wù)為出發(fā)點，實現(xiàn)了Android手機的安全防盜與追蹤功能。

　　參考文獻：

　　[1]劉昌平，范明鈺.Android手機的輕量級訪問控制[J].計算機應(yīng)用研究，2010(7)：2611-2613.

　　[2]ENCKW，ONGTANGM，MCDANIELP.Understandingandroidsecurity[J].Security&Privacy，2009，7(1)：50-57.

　　[3]劉翠響，肖伶俐.基于視頻的人臉檢測綜述[J].電子設(shè)計工程，2011(14)：172-174.

　　[4]楊豐盛.Android應(yīng)用開發(fā)揭秘[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.

　　[5]周鳳麗，楊艷霞.人臉識別方法綜述[J].軟件導刊，2010，9(6)：181-182.