隨著Android在全國(guó)的普及，其開(kāi)放性系統(tǒng)在得到廣泛應(yīng)用的同時(shí)，也面臨著安全性和隱私保護(hù)問(wèn)題。本篇計(jì)算機(jī)論文針對(duì)Android手機(jī)防護(hù)現(xiàn)狀，開(kāi)發(fā)基于Android的防盜追蹤與隱私保護(hù)系統(tǒng)，包括人臉識(shí)別相關(guān)算法及技術(shù)來(lái)達(dá)到最安全的防護(hù)效果，并闡述分析該系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)方式。

　　推薦期刊：核心期刊《電子設(shè)計(jì)技術(shù)》EDN China(月刊)曾用刊名：電子設(shè)計(jì)技術(shù)EDNCHINA，1994年創(chuàng)刊，辦刊宗旨：成為中國(guó)電子設(shè)計(jì)業(yè)主導(dǎo)刊物，讀者：電子設(shè)計(jì)業(yè)工程師及技術(shù)管理人員。堅(jiān)持為社會(huì)主義服務(wù)的方向，堅(jiān)持以馬克思列寧主義、毛澤東思想和鄧小平理論為指導(dǎo)，貫徹“百花齊放、百家爭(zhēng)鳴”和“古為今用、洋為中用”的方針，堅(jiān)持實(shí)事求是、理論與實(shí)際相結(jié)合的嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)，傳播先進(jìn)的科學(xué)文化知識(shí)，弘揚(yáng)民族優(yōu)秀科學(xué)文化，促進(jìn)國(guó)際科學(xué)文化交流，探索防災(zāi)科技教育、教學(xué)及管理諸方面的規(guī)律，活躍教學(xué)與科研的學(xué)術(shù)風(fēng)氣，為教學(xué)與科研服務(wù)。相關(guān)有核心期刊《信息網(wǎng)絡(luò)安全》國(guó)家級(jí)期刊《電子工藝技術(shù)》

　　關(guān)鍵詞：Android;人臉識(shí)別;隱私保護(hù);定位

　　1項(xiàng)目研究背景

　　隨著基于移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的移動(dòng)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(shì)，移動(dòng)應(yīng)用層出不窮。與此同時(shí)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的安全問(wèn)題也開(kāi)始引起人們的強(qiáng)烈關(guān)注，特別是人們愈發(fā)依賴(lài)以智能手機(jī)為代表的智能終端來(lái)從事各種不同的社會(huì)活動(dòng)(如手機(jī)支付、社交)，手機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)著大量的重要信息和隱私，手機(jī)丟失的代價(jià)是巨大的。用戶(hù)不僅無(wú)法找回之前的重要信息資料，而且對(duì)新手機(jī)的重新設(shè)置也非常繁瑣。

　　Android是Google開(kāi)發(fā)的基于Linux平臺(tái)的開(kāi)源手機(jī)操作系統(tǒng)，被譽(yù)為第一個(gè)完整、開(kāi)放而免費(fèi)的移動(dòng)平臺(tái)。Google提供在線(xiàn)文檔、工具、論壇和軟件開(kāi)發(fā)工具包等資源，以便開(kāi)發(fā)者在Android平臺(tái)上開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序[1]。如今Android已成為目前主流的手機(jī)操作系統(tǒng)之一，深受開(kāi)發(fā)人員青睞。隨著國(guó)內(nèi)Android終端發(fā)展迅速，Android手機(jī)用戶(hù)越來(lái)越多，智能手機(jī)上的移動(dòng)信息安全問(wèn)題值得深入研究。

　　2項(xiàng)目研究現(xiàn)狀及意義

　　手機(jī)防護(hù)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(shí)現(xiàn)的防護(hù)功能較為有限，無(wú)法滿(mǎn)足廣大手機(jī)用戶(hù)對(duì)手機(jī)防護(hù)的需求，同時(shí)也會(huì)增加手機(jī)成本。智能手機(jī)的推出和發(fā)展，為防護(hù)軟件提供了一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)的平臺(tái)。目前，市面上也出現(xiàn)了智能手機(jī)防護(hù)軟件，比較知名的防護(hù)軟件有：“手機(jī)防盜鎖”、 “360手機(jī)安全衛(wèi)士”、“金山手機(jī)衛(wèi)士”等。使用此類(lèi)軟件有的能夠在手機(jī)丟失前報(bào)警，有的能夠在手機(jī)丟失后實(shí)現(xiàn)換卡通知、清除手機(jī)上存儲(chǔ)的重要數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程鎖定用戶(hù)設(shè)備等。但是此類(lèi)軟件都是單一的事前或事后行為，獲取信息不夠詳細(xì)，數(shù)據(jù)傳輸過(guò)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(shí)現(xiàn)靜止模式和口袋模式，能在生活中容易被盜的公交車(chē)/地鐵、購(gòu)物、就餐等場(chǎng)景進(jìn)行場(chǎng)景感應(yīng)防盜。當(dāng)手機(jī)被盜時(shí)，手機(jī)可瞬間發(fā)出報(bào)警訊號(hào)，使用戶(hù)在第一時(shí)間獲取信號(hào)，及時(shí)做出防盜行為。

　　同時(shí)如果手機(jī)被盜后，利用Android廣播機(jī)制，程序監(jiān)聽(tīng)手機(jī)開(kāi)機(jī)啟動(dòng)，通過(guò)監(jiān)聽(tīng)SIM卡的IMSI碼改變來(lái)判斷手機(jī)安全狀態(tài)，可監(jiān)聽(tīng)并截獲安全指令[2]，實(shí)現(xiàn)手機(jī)鎖定、數(shù)據(jù)備份等功能。通過(guò)雙重保護(hù)，能更大程度地滿(mǎn)足用戶(hù)需求，使得手機(jī)處于更加安全的環(huán)境下。

　　3項(xiàng)目研究目標(biāo)

　　開(kāi)發(fā)出一個(gè)基于Android的防盜追蹤與隱私保護(hù)系統(tǒng)，解決手機(jī)防盜追蹤與隱私保護(hù)兩方面問(wèn)題。研究人臉識(shí)別相關(guān)算法及技術(shù)，提高團(tuán)隊(duì)成員獨(dú)立學(xué)習(xí)思考的能力和創(chuàng)新精神，尋找出效率最高和安全防護(hù)最強(qiáng)的解決方案，并應(yīng)用到實(shí)例中。

　　4相關(guān)技術(shù)介紹

　　4.1Android平臺(tái)

　　一個(gè)Android應(yīng)用程序是由Activity、BroadcastReceiver、Service、ContentProvider中的一個(gè)或多個(gè)組件組成，稱(chēng)為Android的4大組件。Activity是系統(tǒng)可視化組件，它可以監(jiān)聽(tīng)并處理用戶(hù)做出的響應(yīng);Service是運(yùn)行在后臺(tái)的一種服務(wù)程序，沒(méi)有可視化界面，可以用來(lái)開(kāi)發(fā)監(jiān)控類(lèi)程序等;BroadcastReceiver是廣播接收器，接收系統(tǒng)級(jí)別或自定義的廣播;ContentProvider可用來(lái)保存和檢索數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地。Android應(yīng)用程序的構(gòu)成如圖1所示。

　　4.2人臉識(shí)別

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

　　本系統(tǒng)選擇OpenCV計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)人臉檢測(cè)和人臉識(shí)別，Opencv是基于BSD許可證授權(quán)發(fā)布的實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)視覺(jué)的函數(shù)庫(kù)，它是由C++ 和一系列C函數(shù)組成，并且提供Java接口，能夠運(yùn)行在Linux、Windows、Android和Mac平臺(tái)上。函數(shù)包括圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺(jué)方面的很多通用算法，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)超過(guò)2500個(gè)優(yōu)化算法。

　　5系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

　　5.1個(gè)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(gè)模塊之間相互聯(lián)系在一起。通過(guò)綁定熟人的安全號(hào)碼，手機(jī)能在被盜后獲取換卡通知的功能;當(dāng)用戶(hù)設(shè)置自己的安全郵箱，系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)郵箱格式是否正確，用于接收被盜手機(jī)上傳的信息;通過(guò)訓(xùn)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(duì)數(shù)據(jù);通過(guò)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(cè)流程如圖2所示。

　　當(dāng)用戶(hù)點(diǎn)擊添加人臉圖片時(shí)，本系統(tǒng)會(huì)調(diào)用手機(jī)系統(tǒng)自帶的CameraApp，用戶(hù)可以拍攝照片，系統(tǒng)會(huì)利用上述人臉檢測(cè)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(shí)人臉注冊(cè)按鈕變?yōu)榭捎?如果不存在人臉，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)“未檢測(cè)到人臉，請(qǐng)?jiān)倥囊淮?rdquo;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(dāng)點(diǎn)擊完成人臉注冊(cè)時(shí)，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(chǔ)。

　　用戶(hù)在設(shè)定防盜數(shù)字密碼界面中輸入兩次備用密碼，點(diǎn)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(huì)顯示“兩次密碼輸入不一致!請(qǐng)重新輸入”的Toast提示，同時(shí)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(dòng)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(shí)，需要添加android.permission.CAMERA權(quán)限。當(dāng)攝像頭被調(diào)用時(shí)，系統(tǒng)要實(shí)時(shí)捕獲幀，在Activity中繼承PreviewCallback接口[4]。程序調(diào)用PreviewCallback 接口，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加載onPreviewFrame函數(shù)，可以在該函數(shù)中捕獲到圖片，并進(jìn)行處理。本系統(tǒng)中主要用 setOneShotPreviewCallback函數(shù)來(lái)觸發(fā)該回調(diào)。解鎖失敗3次時(shí)，系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)人臉解鎖不成功，將頭像保存在數(shù)據(jù)庫(kù)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(dòng)判斷用戶(hù)輸入的密碼是否正確，如果正確，則允許用戶(hù)進(jìn)入手機(jī)系統(tǒng);如果錯(cuò)誤，會(huì)提示用戶(hù)再次輸入密碼。若用戶(hù)連續(xù)3次及3次以上輸入錯(cuò)誤的防盜密碼，系統(tǒng)則會(huì)將最新拍攝的相片發(fā)送到安全郵箱。

　　5.3隱私保護(hù)模塊

　　在本模塊中，使用列表控件來(lái)顯示應(yīng)用程序的圖標(biāo)和名稱(chēng)。當(dāng)用戶(hù)點(diǎn)擊某個(gè)控件時(shí)，若該控件為選中狀態(tài)，則變?yōu)槲催x中狀態(tài)，同時(shí)從數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)向數(shù)據(jù)庫(kù)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(hù)可以查看偷窺者圖片與偷窺時(shí)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(hù)可查看偷窺者偷窺時(shí)在地圖上顯示的位置。

　　6結(jié)語(yǔ)

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

　　參考文獻(xiàn)：

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