[发明专利]Android应用会话标识符管理不当缺陷分析和检测方法

说明书

本发明公开了一种Android应用会话标识符管理缺陷的分析和检测方法，该方法以Android应用APK文件作为输入，以检测出的会话标识符管理缺陷作为输出，步骤包括：首先，归纳并定义了五类会话标识符管理反模式，并提出了每类反模式对应的数据流检测方法；然后，用Soot工具将待测Android应用的安装包内的.dex文件转换为jimple文件；基于FlowDroid提供的污点分析以及其他数据流分析方法分析jimple文件中会话标识符的各项管理内容，检测应用中是否存在上述对应缺陷。本发明提出的方法具有有效、高效的优点，能全面、自动地检测Android应用会话标识符管理缺陷。

技术领域

本发明属于程序静态分析与软件缺陷检测领域，具体涉及一种Android应用会话标识符管理缺陷的分析和检测方法。

背景技术

如今，随着移动设备的飞速发展，在其操作系统上运行的各种类别的移动应用为人们的工作和生活都提供了极大的便利。其中，Android系统因为其开放灵活、性能优良等特性，近年来占据了大量的市场。但与此同时，由于Android系统的开放性、功能复杂性以及部分开发人员不规范的开发实践，使得其上运行的应用容易面临黑客攻击的风险。

为了更好地模块化管理部署，越来越多的Android应用采用了C/S(客户端-服务端)架构，由客户端专注于用户界面逻辑的同时由服务端存放大量的用户数据和资源。在这两端之间的网络通信通常基于HTTP/HTTPS协议，客户端构建并发送HTTP/HTTPS请求报文而后接收并处理从服务端发送回的HTTP/HTTPS响应报文。例如，Android客户端可利用基于HTTP协议的RESTful API调用与不同的服务端建立高性能的交互^[2]。为了弥补HTTP/HTTPS协议的无状态性和传统验证方式需重复提交用户凭证信息的不足，会话标识符(sessionidentifier或称session token)应运而生。

会话标识符是一个唯一的、复杂的、有时效性的字符串，通常被添加至HTTP请求的头字段中标记用户身份，从而维持一段较长时间的会话。它的主要应用场景为以下三种：用于启用状态会话管理时，常被称为“session id”；用于启用无状态会话管理时，常被称为“token”；用于OAuth协议认证/验证流，常被成为“access token”。虽然在不同的具体场景中会话标识符的名称和用法稍有差异，但作为敏感信息的管理规范却存在着共性。

由于会话标识符是在用户初次提交用户名密码等凭证，由服务端验证之后为每一个用户账户生成的身份令牌，因此需要对其进行谨慎地管理从而提高应用的安全性。然而，经调查发现，有许多的Android应用以不安全的方式管理着会话标识符，这有可能会导致逻辑冲突甚至账户攻击(例如，会话劫持)破坏应用和账户的正确性和安全性。

在之前的研究工作中，多数关注于检测Web应用程序中会话管理相关的漏洞。在对于移动应用方向，也大多旨在检测OAuth协议在应用中实现的安全缺陷，并且多采用动态分析的方式通过捕获网络通信中的数据包进行人工检测，而对于Android应用中涵盖了上述三种使用场景的会话标识符管理缺陷很少有针对性的更全面的工作。另外，越来越多的应用为了自主权实现了自建的后端服务器，但是客户端与自身服务端之间的自定义通信没有很好地遵循安全开发指导或理解偏差，这使得会话标识符管理不当的问题越来越严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Android应用会话标识符管理不当缺陷分析和检测方法，包括反模式定义和静态分析，用于有效、高效地检测应用程序中五类会话标识符管理不当缺陷。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种Android应用会话标识符管理缺陷的自动化测试方法，以Android应用的APK文件作为输入，以检测出的会话标识符管理缺陷类别以及详细信息作为输出结果，具体步骤如下：

步骤1，基于Soot工具将APK文件反编译得到其中间代码jimple形式，而后基于jimple文件分析该Android应用是否采用了网络通信；若使用了网络通信，则进入步骤2；否则结束分析；