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

　　推薦期刊：核心期刊《電子設計技術》EDN China(月刊)曾用刊名：電子設計技術EDNCHINA，1994年創刊，辦刊宗旨：成為中國電子設計業主導刊物，讀者：電子設計業工程師及技術管理人員。堅持為社會主義服務的方向，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、理論與實際相結合的嚴謹學風，傳播先進的科學文化知識，弘揚民族優秀科學文化，促進國際科學文化交流，探索防災科技教育、教學及管理諸方面的規律，活躍教學與科研的學術風氣，為教學與科研服務。相關有核心期刊《信息網絡安全》國家級期刊《電子工藝技術》

　　關鍵詞：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網技術的移動互聯網蓬勃發展，智能終端呈現爆發式發展趨勢，移動應用層出不窮。與此同時，移動互聯網的安全問題也開始引起人們的強烈關注，特別是人們愈發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置也非常繁瑣。

　　Android是Google開發的基于Linux平臺的開源手機操作系統，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、論壇和軟件開發工具包等資源，以便開發者在Android平臺上開發應用程序[1]。如今Android已成為目前主流的手機操作系統之一，深受開發人員青睞。隨著國內Android終端發展迅速，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裝方式實現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展，為防護軟件提供了一個可以實現的平臺。目前，市面上也出現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手機安全衛士”、“金山手機衛士”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換卡通知、清除手機上存儲的重要數據、遠程鎖定用戶設備等。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，數據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，本系統可實現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防盜。當手機被盜時，手機可瞬間發出報警訊號，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，程序監聽手機開機啟動，通過監聽SIM卡的IMSI碼改變來判斷手機安全狀態，可監聽并截獲安全指令[2]，實現手機鎖定、數據備份等功能。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境下。

　　3項目研究目標

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

　　4相關技術介紹

　　4.1Android平臺

　　一個Android應用程序是由Activity、BroadcastReceiver、Service、ContentProvider中的一個或多個組件組成，稱為Android的4大組件。Activity是系統可視化組件，它可以監聽并處理用戶做出的響應;Service是運行在后臺的一種服務程序，沒有可視化界面，可以用來開發監控類程序等;BroadcastReceiver是廣播接收器，接收系統級別或自定義的廣播;ContentProvider可用來保存和檢索數據，這些數據存儲在本地。Android應用程序的構成如圖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處理[3]。

　　本系統選擇OpenCV計算機視覺庫來實現人臉檢測和人臉識別，Opencv是基于BSD許可證授權發布的實時計算機視覺的函數庫，它是由C++ 和一系列C函數組成，并且提供Java接口，能夠運行在Linux、Windows、Android和Mac平臺上。函數包括圖像處理和計算機視覺方面的很多通用算法，現已實現超過2500個優化算法。

　　5系統詳細設計及實現

　　5.1個性設置模塊

　　本模塊是該系統的基礎模塊，能夠把各個模塊之間相互聯系在一起。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;當用戶設置自己的安全郵箱，系統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據;通過設定防盜數字密碼，防止小偷修改防盜設置，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，本系統會調用手機系統自帶的CameraApp，用戶可以拍攝照片，系統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，繼續采集圖片直到采集完3張圖片，此時人臉注冊按鈕變為可用;如果不存在人臉，系統會出現“未檢測到人臉，請再拍一次”的 Toast提示。

　　系統調用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，系統調用上述人臉特征提取代碼，完成特征值的本地存儲。

　　用戶在設定防盜數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，則系統保存備用密碼到本地，否則系統會顯示“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調用系統攝像頭，使用系統攝像頭時，需要添加android.permission.CAMERA權限。當攝像頭被調用時，系統要實時捕獲幀，在Activity中繼承PreviewCallback接口[4]。程序調用PreviewCallback 接口，此時系統會自動加載onPreviewFrame函數，可以在該函數中捕獲到圖片，并進行處理。本系統中主要用 setOneShotPreviewCallback函數來觸發該回調。解鎖失敗3次時，系統會默認人臉解鎖不成功，將頭像保存在數據庫表中，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;如果錯誤，會提示用戶再次輸入密碼。若用戶連續3次及3次以上輸入錯誤的防盜密碼，系統則會將最新拍攝的相片發送到安全郵箱。

　　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，則變為未選中狀態，同時從數據庫中刪除該應用程序包信息;若該控件為未選中狀態，則變為選中狀態，同時向數據庫中加入該包信息，備份短信、通訊錄數據到綁定郵箱。

　　5.4偷窺者管理模塊

　　在解鎖管理模塊中，系統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結語

　　本系統在人臉識別算法基礎上實現了手機解鎖、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相結合，以為用戶提供安全的定位服務為出發點，實現了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].電子設計工程，2011(14)：172-174.

　　[4]楊豐盛.Android應用開發揭秘[M].北京：機械工業出版社，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.