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                        南方航空公司客服網絡監控系統設計

                        添加時間:2019/08/05 來源:大連理工大學 作者:解煒
                        為了規范員工在辦公所用的 Android設備的使用情況,本文設計并實現了一款 Android 平臺網絡監控系統,使用這套監控系統可以監控安卓設備發送和接收的數據包,獲取當前設備的屏幕截圖,控制設備中應用的聯網權限。
                        以下為本篇論文正文:

                        摘要

                          Android 系統憑借其良好的開放性適應性和易用性已經成為了目前應用最為廣泛的移動設備操作系統。隨著 Android 系統的流行,南方航空公司客戶服務中心也開始使用Android 設備進行移動辦公。

                          使用 Android 設備進行移動辦公在給工作帶來便利的同時,也對公司的信息安全和員工管理提出了新的挑戰。目前在 windows 平臺的辦公電腦上已經出現了很多成熟的網絡監控軟件,而 Android 平臺上還沒有成熟的同類軟件。如何防止員工使用辦公用的Android 設備泄露公司機密,或者在上班時間使用辦公用的 Android 設備進行娛樂成為了一個較為迫切的問題。

                          為了解決上述問題,本項目研究了基于 libpcap 的安卓數據包捕獲技術,基于netfilter/iptables 的 Android 平臺數據包過濾技術,Android 平臺任務棧監控技術;谶@些技術,實現了數據包監聽和解析功能,應用聯網權限控制功能,應用鎖功能和后臺截屏上傳功能。

                          管理人員可以在本系統的服務器端查看員工 Android 設備的屏幕截圖,實時分析和記錄員工 Android 設備中發送和接收的數據包。同時,管理人員也可以通過服務器端設置來限制員工對辦公 Android 設備的使用,包括改變應用的聯網權限和給應用加鎖。

                          對員工辦公 Android 設備的聯網權限控制可以防止公司機密資料被上傳,數據包的捕獲和記錄可以在發生泄密時追查責任人,應用鎖可以防止員工使用工作 Android 設備進行娛樂,實時截屏可以監督員工的工作情況。經過測試,軟件較好地完成了設計目標,方便了公司管理。

                          關鍵詞:Android 數據包過濾;Android 任務棧監控;網絡監控;libpcap

                        Abstract

                          Android has become most wildly used mobile operating system due to its openness, high adaptability and good user experience. With the popularity of the Android system, China Southern Airlines customer service centers have begun to use Android mobile device in office.

                          Using Android devices for the Mobile Office brings us not only convenience in working, but also challenges in company’s information security and employee management. There have been a lot of sophisticated network monitoring software on the windows platform, but the Android platform has no mature similar software. How to prevent employees from using Android devices office leaking company secrets, or using Android device for entertainment during working hours has become a more pressing issue.

                          To solve the above problems, the present research project studies the packet capture technology based on the libpcap, packet filtering technology based on netfilter / iptables, task stack monitoring technology in Android. Based on these technologies, we achieved packet sniffing and analytic functions, applications network access control function, application lock function and background uploading screenshots function.

                          In this system, managers can view screenshots, analysis and record send and received data packets in employee’s Android device on the server side real-time. At the same time, managers can also restrict employee use of office Android device via the server settings, including applications networking authority changing and application lock.

                          Applications networking authority controlling can prevent the company confidential information being uploaded, capturing and recording data packets can trace the person responsible in leaking confidential information, the application lock can prevent employees from using work Android devices entertainment, real-time screen shots can supervise employees working condition. After testing, software design goals well done to facilitate the company's management.

                          Key Words:Android packet filtering; Android Task stack monitoring;Network Monitoring;libpcap

                          智能手機在近幾年出現了爆發式的增長,在人們的日常生活中得到了廣泛的應用。據統計,截止 2013 年底,我國的移動網民數量已達 6.552 億。而早在 2012 年 6 月底手機就取代了臺式電腦成為了最大的網絡終端。如果說蘋果公司的 iPhone 在 2007 的橫空出世和后來的流行向人們普及了智能手機的概念,安卓系統則將移動智能設備帶入了普通人的手中。特別是在手機領域里,Android 系統借鑒了包括諾基亞、黑莓、蘋果等一些優秀智能手機操作系統的先進經驗,但又與他們不同,將系統進行開源,使智能設備市場得到了極大的豐富,以 Linux 操作系統內核與 Dalvilk 虛擬機為平臺,憑借 google公司強大的設計和開發能力,使得 Android 系統逐漸被越來越多的人所接受和認可[1]。

                          據最新統計,我國使用智能手機的用戶中,70.1%使用的是 Google 公司的 Android系統,26.1%使用的是蘋果公司的 IOS 系統;而其后的微軟公司的 Windows Phone 和諾基亞公司的 Symbian 則分別只占 0.4%和 0.3%[2]。最新的報告顯示,Android 占全球智能手機的份額仍在上升。到 2015 年的第四季度,Android 平臺手機的全球市場份額已經達到 78.1%?梢哉f,Android 是目前應用最廣泛的智能手機操作系統[3]。

                          隨著 Android 平臺的移動智能設備普及,人們開始越來越多的使用 Android 設備進行移動辦公。然而,移動辦公設備的普及,不僅帶來了方便,也造成了很多令人頭痛的問題,如黑客入侵,感染各種病毒和木馬,內部人員不受限制地使用網絡造成有意無意的泄露公司機密資料等,往往給公司造成巨大損失[4,5]。

                          企業不僅希望員工在用 Android 設備進行移動辦公時免受病毒侵入,更希望規范和記錄員工的網絡使用行為,防止公司機密被有意無意地外泄,這又不同于傳統的安全軟件所提供的功能。而在眾多辦公設備中,Windows 平臺上已經有了很多成熟的網絡監控軟件來解決這些問題,Linux和UNIX因為完備的安全機制也較為安全,而新生的Android平臺因其開放性成為了其中最薄弱的一環。

                          堅固的堡壘最容易從內部攻破。在實際情況中,大多數造成威脅的網絡入侵和破壞行為正是來自于網絡的內部,而大部分企業承認有內部員工濫用企業網絡的情況存在[6]。濫用網絡是一個非常普遍的現象,尤其是在中小企業中,約有 80%的攻擊自內部發起。

                          由于內部人員更加了解公司的內部網絡,同時具又有一定的權限,因此進行期入侵和破壞來往往更加容易。常用的防火墻,加密應用,入侵檢測軟件系統(IDS)[7]等對防止系統外部被入侵有一定作用,但應對從內部發起的攻擊和主動的資料泄露等往往是力不從心[8-13],這時就需要使用專用的網絡監控軟件。

                          針對各類安全問題,Android 平臺下也誕生了一些安全軟件,主要有:流量監控類軟件、垃圾短信電話攔截類軟件、病毒查殺類軟件等。前兩類軟件針對性過強,難以全面檢測和解決企業的安全隱患。而病毒查殺類軟件雖然對于惡意軟件打擊面大,但是主要面向普通用戶提供安全服務,并不適合用于企業保護機密數據,防止員工不當使用設備等特殊需求,從而使得剛剛崛起的 Android 平臺成為了企業信息安全保護和管理員工使用行為的弱點甚至盲點。目前,市場上還沒有較為成熟的,面向 Android 平臺的網絡監控軟件。某些企業因此禁止員工使用自己的手機和平板等移動設備訪問公司網絡,禁止員工移動辦公,但這本身是逆時代潮流而行,使得移動辦公對提高企業的辦公效率的優勢完全無法發揮。

                          與此相對的是在 Windows 平臺上有很多非常成熟的網絡監控軟件用于幫助企業保護信息安全,提高辦公效率。這些軟件普遍具有監控上網行為,記錄聯網信息,機密數據加密保護,監控發送數據和聊天信息,保存收發電子郵件副本等強大的功能,在下文中將會對一些典型的 Windows 平臺網絡監控軟件的功能加以介紹。

                          不難發現,各類安全隱患往往都要通過網絡來傳遞數據(無論是垃圾信息下載還是公司機密或者用戶隱私上傳)。而利用網絡嗅探能夠較全面地偵查安全隱患,并得到詳細的數據信息,對于查找和解決在新生的 Android 平臺上的企業信息安全問題是非常有幫助的。對于網絡安全技術人員,嗅探記錄是一個強有力的工具,可以用來監測網絡情況,發現安全隱患,追查責任。同時,只要禁止可疑應用聯網,就杜絕了公司資料上傳網絡而外泄的可能,即使發生員工主動外泄公司機密的問題,也可以通過聯網記錄找到責任人。因此,本軟件在設計過程中將網絡作為重要的切入點,通過網絡監控實現保護企業的信息安全和管理員工的使用行為。Windows 平臺下的網絡監控軟件以網貓和網盾兩款軟件為代表。底層的技術細節有所不同,但實現的主要監控功能都大同小異。

                          LaneCat 網貓是一款為企業為設計的互聯網監控軟件,它能夠監控局域網內所有計算機的網絡活動,并對此進行實時記錄。此外,它還能保存通過網頁,郵件,FTP 等方式上傳或下載的所有內容,并監視局域網內用戶的聊天工具,記錄聊天行為,它還能限制局域網內的用戶使用特定的網絡協議或者阻斷局域網內的用戶訪問特定的網絡資源[12,13]。

                          網盾 netsos:通過部署網盾 netsos,企業可以直觀了解員工在工作中如何使用計算機、數據和互聯網,并提供詳細的報告幫助制定合理的企業網絡使用策略,他還能預防關鍵數據泄漏,并引導員工合理使用計算機和互聯網,提升企業的計算機使用效率。在國內市場上當前做的最成熟的并且用戶使用率比最高的手機安全軟件當屬360手機衛士和 LBE 安全大師。

                          360 手機衛士軟件在 2009 年 11 月 9 日由奇虎 360 公司首次研發成功,經過長期的功能迭代,已經具有了手機加速,掃描,體檢,殺毒,攔截垃圾信息,手機防盜,垃圾清理等主要功能,是目前國內 Android 和 iOS 平臺裝機量最多的手機安全軟件。

                          LBE 安全大師是安卓平臺上一款安全軟件。它的只要特色是主動式防御的功能。主動式防御即通過安卓平臺的 API 攔截相關技術,實時監控與攔截系統中的敏感操作,動態攔截來自已知和未知的各種威脅,避免各類吸費軟件,廣告軟件乃至木馬病毒竊取您手機內的隱私信息以及可能產生的經濟損失。LBE 安全大師更提供了強大的設置功能與完善的提示機制,您能夠為系統中每一個應用的每一個敏感操作指定權限,包括允許、拒絕和提示。通過此項功能,您可以關閉某些應用申請的額外權限,阻止應用內嵌廣告代碼的執行而保留應用功能不受影響。

                          盡管上述安全軟件實現了為用戶提供了很好的安全防護功能,但應用于企業的監控管理,它們也會力不從心。首先:它們是為普通用戶設計的安全軟件,所以并沒有提供企業所需要的監控并記錄用戶行為功能;其次,上述軟件并沒有提供管理用戶使用行為的功能,企業也無法根據自身需求設置,因此難以滿足企業的個性化需求。

                        南方航空公司客服網絡監控系統設計:

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                        目 錄

                          摘 要
                          Abstract
                          1 緒論
                            1.1 論文背景
                            1.2 項目意義
                            1.3 同類軟件現狀
                              1.3.1 Windows 平臺的網絡監控軟件現狀
                              1.3.2 安卓平臺網絡監控軟件現狀
                            1.4 本文工作
                            1.5 章節安排
                          2 需求分析與總體設計
                            2.1 需求分析
                              2.1.1 功能需求
                              2.1.2 性能需求
                              2.1.3 可靠性需求
                            2.2 可行性分析
                              2.2.1 技術可行性
                              2.2.2 經濟可行性
                              2.2.3 操作可行性
                            2.3 總體設計
                              2.3.1 軟件架構
                              2.3.2 客戶端模塊劃分
                            2.4 本章小結
                          3 關鍵技術研究
                            3.1 基于 libpcap 的安卓數據包捕獲技術
                              3.1.1 libpcap 介紹
                              3.1.2 libpcap 庫移植
                              3.1.3 數據包捕獲器的設計
                              3.1.4 pcap 過濾表達式
                            3.2 安卓平臺網絡數據包過濾技術
                              3.2.1 netfilter/iptables 數據包過濾系統
                              3.2.2 iptables 命令鏈
                            3.3 Android 任務棧監聽
                              3.3.1 Activity Mnanager 任務棧監聽
                              3.3.2 Android 5.0 級以上版本的處理方式
                          3.4 本章小結
                            4 詳細設計與實現
                            4.1 數據包解析實現
                              4.1.1 網絡協議
                              4.1.2 解析方式
                              4.1.3 分組實現
                              4.1.4 監控與監控記錄
                            4.2 聯網權限控制實現
                              4.2.1 獲取本機應用列表
                              4.2.2 生成 iptables 命令
                              4.2.3 執行 iptables 命令
                            4.3 應用鎖的實現
                              4.3.1 應用鎖實現原理
                              4.3.2 應用鎖設置界面
                              4.3.3 密碼輸入界面
                              4.3.4 開機自啟動功能
                            4.4 后臺截屏的實現
                            4.5 本章小結
                          5 軟件測試
                            5.1 測試環境
                            5.2 界面適配測試
                            5.3 軟件功能測試
                            5.4 本章小結
                          結 論
                          參 考 文 獻
                          致 謝

                        (如您需要查看本篇畢業設計全文,請您聯系客服索。

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