[发明专利]基于寄存器架构的Android应用完整性验证方法

摘要

本发明涉及一种基于寄存器架构的Android应用完整性验证方法，其步骤包括将Android应用程序代码转化为Dalvik虚拟指令代码；针对需要保护的代码段进行胎记分析，得到可用于胎记提取的指令代码状态和寄存器状态信息，并据此生成相应的胎记提取代码；通过代码插桩过程将胎记提取代码植入Smali格式虚拟指令代码中，并重新进行编译生成新的应用；通过动态执行应用预计算出胎记信息，在应用使用过程中，用胎记信息对应用进行完整性验证。本发明通过提取的应用执行过程中的胎记信息，能够主动验证应用代码段的运行过程是否存在异常，从而实现核心代码段、执行过程的验证。

主权项

一种基于寄存器架构的Android应用完整性验证方法，其步骤包括：1)将Android应用程序的Dex格式代码转化为Dalvik Smali格式的虚拟指令代码；2)基于Android寄存器架构和指令结构特点，对需要保护的应用程序代码段进行胎记分析，得到可用于胎记提取的指令代码状态和寄存器状态信息，其方法为：2‑1)对应用代码执行过程进行分析，获取应用代码段中的类对象层次关系图和控制流程图，分析出应用代码可能的调用执行过程；2‑2)基于应用代码执行过程的分析结果，对代码进行代码中寄存器状态分析，通过寄存器状态恢复代码执行过程指令中缺失的寄存器类型信息；2‑3)基于应用代码执行过程的分析结果，对代码中寄存器的值进行不确定状态分析，通过不确定状态分析排除可能受到不确定因素影响的指令数据；3)根据步骤2)得到的可用于胎记提取的指令代码状态和寄存器状态信息，生成相应的胎记提取代码；胎记提取代码的生成过程针对单条Dalvik指令中的目的寄存器操作数，将其计算转换为合适的中间胎记状态，再将所有的中间胎记状态融合生成最终的胎记值，具体过程为：3‑1)将不同数据类型的寄存器数据转化为胎记中间值，用于进一步的胎记整合；3‑2)计算控制流状态，当应用代码不受不确定因素影响时，对于同样的初始化条件，保持相同的执行流程，提取出确定的胎记信息；当不确定因素引入时，通过生成确定的执行代码过程，得到确切的执行路径过程和路径之上的胎记信息；3‑3)胎记融合，针对代码指令中提取到的中间胎记信息值，利用随机运算与随机数值联合生成最终的胎记值；4)通过代码插桩过程将胎记提取代码植入步骤1)生成的虚拟指令代码中，并重新进行编译生成新的应用；5)通过动态执行应用预计算出胎记信息，在应用使用过程中，用胎记信息对应用进行完整性验证。