摘  要： 通過對(duì)Android短信庫的研究，開發(fā)了基于Android的私密短信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)到點(diǎn)的短信加密通信，重點(diǎn)闡述了系統(tǒng)的主要功能，短信收發(fā)流程和實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵問題，本系統(tǒng)通過了真機(jī)運(yùn)行測(cè)試。
關(guān)鍵詞： Android；私密短信；加密

　2007年11月Google公司推出Android[1]智能手機(jī)平臺(tái)，接著推出的面向Android應(yīng)用開發(fā)的SDK[2]為開發(fā)者開發(fā)Android平臺(tái)上各種應(yīng)用提供了方便。隨著時(shí)間的推移，各種應(yīng)用層出不窮，目前國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了很多匯集Android應(yīng)用的網(wǎng)站，如AppChina應(yīng)用匯和安智市場(chǎng)等。
　Android有活動(dòng)（Activity）、服務(wù)（Service）、廣播接收器（Broadcast Receiver）和內(nèi)容提供者（Content Provider）4大組件[3]。
　活動(dòng)主要用來進(jìn)行應(yīng)用界面的開發(fā)，一個(gè)活動(dòng)往往占據(jù)當(dāng)前的窗口，對(duì)于開發(fā)者而言，就需要派生一個(gè)Activity的子類。服務(wù)有點(diǎn)像后臺(tái)程序，通常都是后臺(tái)長時(shí)間運(yùn)行，接受上層調(diào)用指令，完成相關(guān)功能。廣播接收器用來接收一種或若干種意圖（Intent）的觸發(fā)事件，當(dāng)事件發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)傳遞消息給廣播接收器，進(jìn)而由廣播接收器進(jìn)行進(jìn)一步處理。廣播接收器一般用來監(jiān)聽一些事件，如：監(jiān)聽來電、郵件和短信等。內(nèi)容提供者是Android提供的第三方應(yīng)用數(shù)據(jù)的訪問方案。每個(gè)Content Provider都用一個(gè)URI作為獨(dú)立的標(biāo)識(shí)，如：content：//sms/inbox表示短信收件箱。Content Provider在屏蔽了內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)細(xì)節(jié)基礎(chǔ)上向外提供了統(tǒng)一的接口，這樣大大簡(jiǎn)化了上層應(yīng)用的訪問。
　除了4大組件外，Android還提供了意圖（Intent）機(jī)制，它能在程序運(yùn)行的過程中連接2個(gè)不同的組件。活動(dòng)、服務(wù)和廣播接收器都是通過意圖機(jī)制激活的，意圖在組件之間傳遞數(shù)據(jù)。
1 Android短信庫
1.1 短信息表結(jié)構(gòu)
　Android系統(tǒng)中采用的SQLite[4]嵌入式數(shù)據(jù)庫，其短息庫為mmssms.db，在adb shell中可以通過sqlite3 mmssms.db連接該數(shù)據(jù)庫。通過.tables命令可以發(fā)現(xiàn)mmssms.db共有13個(gè)表，其中的sms表是用來存儲(chǔ)所有短息數(shù)據(jù)的，通過.schema sms命令查看表sms的表結(jié)構(gòu)，其表結(jié)構(gòu)如表1所示。

1.2 短信庫的訪問
　系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的訪問需要授權(quán)，在編寫程序時(shí)需要在AndroidManifest.xml文件中添加權(quán)限使用說明。如：<uses-permission android：name="android.permission.READ_SMS"/>表示可以讀短信，若是要使得應(yīng)用可以發(fā)送短信則還需要加入<uses-permission android：name="android.permission.SEND_SMS"/>。
Android通過內(nèi)容提供者向應(yīng)用提供訪問底層數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用程序可以通過一個(gè)URL訪問對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，如：content：//sms/inbox表示短信收件箱，而content：//sms/outbox表示短信發(fā)件箱。
數(shù)據(jù)表的訪問在Android采用游標(biāo)方式，通過Activity類的manageQuery方法獲得一個(gè)數(shù)據(jù)集游標(biāo)，managedQuery方法的聲明為：public final Cursor managedQuery（Uri uri，String[] projection，String selection，String[] selectionArgs， String sortOrder）。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)功能
　私密短信系統(tǒng)的功能主要包括：（1）建立短信，加密短信，發(fā)送短信；（2）私密短信列表；（3）查收私密短信，解密查看；（4）聯(lián)系人選擇；（5）私密短信會(huì)話。
2.2 私密短信收發(fā)過程
　私密短信系統(tǒng)通過在應(yīng)用層加密/解密短信數(shù)據(jù)達(dá)到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的密碼通信。發(fā)送短信方通過輸入明文短信、加密短信及發(fā)送密文短信實(shí)現(xiàn)發(fā)送短信功能；接收短信方通過查詢短信庫和解密短信來閱讀短信，考慮到短信傳輸過程中的編碼問題，還要進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換工作。具體的收發(fā)短信流程如圖1所示。

　（1）輸入明文：輸入與發(fā)送的短信明文內(nèi)容。
　（2）輸入密碼：輸入加密使用的密碼。
　（3）加密：根據(jù)輸入明文和密碼進(jìn)行加密產(chǎn)生密文，通過javax.crypto中Cipher類提供的功能對(duì)密文采用用DES[5]加密。
　（4）編碼轉(zhuǎn)換：加密后的密文以字節(jié)碼的形式存在，在發(fā)送短信前需要進(jìn)行進(jìn)一步的編碼，將其轉(zhuǎn)換成Base64編碼格式以便能夠正常發(fā)送短信。
　（5）發(fā)送短信：通過調(diào)用Android提供的API來實(shí)現(xiàn)發(fā)送短信，在系統(tǒng)中SmsManager類提供的sendTextMessage方法可以實(shí)現(xiàn)發(fā)送短信功能。
　（6）接收短信：通過訪問系統(tǒng)短信庫中的信息查看接收的短信，檢索可以查看所有私密短信。
　（7）編碼逆轉(zhuǎn)換：編碼轉(zhuǎn)換的逆過程。
（8）解密：加密逆過程。
2.3 關(guān)鍵問題
　（1）菜單的實(shí)現(xiàn)
　Android系統(tǒng)支持選項(xiàng)菜單、子菜單和快捷菜單3種菜單。系統(tǒng)采用選項(xiàng)菜單，實(shí)現(xiàn)選項(xiàng)菜單需要重載Activity的onCreateOptionsMenu（Menu nenu）方法，通過Menu的add方法添加菜單項(xiàng)，對(duì)于菜單的響應(yīng)則是通過重載onOptionsItemSelected（MenuItem item）方法實(shí)現(xiàn)。
　（2）加密轉(zhuǎn)碼
加密采用的是Cipher類實(shí)現(xiàn)的，其中的getInstance方法可以獲得相應(yīng)的實(shí)例，通過init方法初始化加密模式和密碼，通過doFinal方法進(jìn)行加密并返回加密后的字節(jié)數(shù)組。
加密后的字節(jié)數(shù)組并不能直接用于短信內(nèi)容發(fā)送，因此還要進(jìn)行進(jìn)一步的轉(zhuǎn)碼。系統(tǒng)將加密后的字節(jié)數(shù)組密文轉(zhuǎn)換成Base64編碼組成的字符串后作為短信內(nèi)容進(jìn)行傳輸。
　（3）密信標(biāo)志
　加密轉(zhuǎn)碼后的短信和普通短信一樣借助于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸，接收方收到的就是一個(gè)短信，只不過短信內(nèi)容是沒有意義的密而已。系統(tǒng)為了區(qū)分加密短信和未加密的短信，在發(fā)送私密短信時(shí)在密信內(nèi)容中加入了供系統(tǒng)識(shí)別的密信標(biāo)志。通過密信標(biāo)志，接收方可以過濾接收的所有密信。
　（4）短信發(fā)送
　在Android系統(tǒng)中，SmsManager類提供sendTextMessage方法發(fā)送短信，具體代碼為：smsManager.sendTextMessage（mobile，null，text，null，null）。其中，mobile為目標(biāo)手機(jī)號(hào)碼，text為發(fā)送的短信內(nèi)容。對(duì)于長度較小的短信系統(tǒng)采用直接發(fā)送的方式實(shí)現(xiàn)，對(duì)于長度超過70 B的短信，系統(tǒng)通過分割成多個(gè)短信的方式進(jìn)行發(fā)送，以便用戶能夠接收到完整的短信內(nèi)容。
3 系統(tǒng)測(cè)試
　系統(tǒng)測(cè)試采用的摩托羅拉XT502機(jī)型，圖2為系統(tǒng)主界面，默認(rèn)列出系統(tǒng)收到的所有密信，可以通過相應(yīng)的菜單執(zhí)行相應(yīng)的功能。
　發(fā)送密信菜單可以打開加密和解密界面，如圖3所示。圖中顯示的是明文為“你好”，密碼為“123”的加密和解密界面。

　隨著3G手機(jī)不斷普及，用戶可以越來越多地定制自己的應(yīng)用，信息安全傳輸?shù)闹匾愿遣豢珊鲆暋Ｋ矫芏绦畔到y(tǒng)為用戶提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的私密通信，信息在網(wǎng)絡(luò)的傳輸過程中采用的密碼形式，即使信息被攔擊或被通信公司泄露，解密也會(huì)大大地提高成本，從而提高用戶傳輸信息的安全性。下一步的研究開發(fā)將側(cè)重于私密通話研究，防止電話竊聽。
參考文獻(xiàn)
[1] http：//www.android.com/，2012-03-01.
[2] http：//developer.android.com/sdk/index.html，2012-03-01.
[3] 楊豐盛.Android應(yīng)用開發(fā)揭秘[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.
[4] http：//www.sqlite.org，2012-03-01.
[5] 顧超.動(dòng)態(tài)DES算法.計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件[J].2007，7：164-166.