Flowdroid详解

发布时间：2023-05-19

一、什么是Flowdroid？

Flowdroid是一款基于Soot框架的静态分析工具，它可用于Android应用程序的数据流分析和隐私泄漏检测。Flowdroid能够对Android应用程序中的数据流进行建模，并确定信息泄漏的可能性。 Flowdroid的分析过程涉及到解析Dalvik字节码、建立控制流图和数据流图、采用流敏感的上下文敏感分析算法来分析数据流的路径，以及检查包含敏感信息的数据流路径是否与外部交互。Flowdroid的分析结果可以用于发现Android应用程序中的潜在漏洞，提高Android应用程序的安全性。

二、Flowdroid的主要特点

  1. 支持流敏感的上下文敏感分析，能够检测Android应用程序中的敏感数据流；
  2. 支持处理多线程程序分析，可以处理Android应用程序中的多线程数据流的路径；
  3. 支持分析第三方库，对于由第三方库引入的数据流进行正确的建模和分析；
  4. 支持检测Android平台的API调用，对于Android系统API的调用建立相关的数据流和控制流，从而能够发现安全风险和潜在漏洞。

三、Flowdroid的基本使用方法

对于使用Flowdroid进行分析的过程，可以分为以下几个基本步骤：

  1. 安装Soot框架和Flowdroid插件；
  2. 准备待分析的Android应用程序；
  3. 运行Flowdroid进行数据流分析；
  4. 输出分析结果，根据分析结果进行漏洞检测和修复。

四、Flowdroid分析的代码示例

1、安装Soot框架和Flowdroid插件

git clone https://github.com/Sable/soot.git
cd soot
ant
git clone https://github.com/secure-software-engineering/FlowDroid.git
cd FlowDroid
ant

2、准备待分析的Android应用程序

以Android程序HelloWorld为例，首先需要将待分析的应用程序编译为Android的可执行文件，然后解压出APK包中的classes.dex文件。假设已经编译出了HelloWorld.apk文件，则将该文件解压到指定目录。在解压目录中，可以找到classes.dex文件。如果需要对多个APK包进行分析，则需要将解压后的目录重命名为不同的名称，以避免文件名冲突。

3、运行Flowdroid进行数据流分析

首先需要编写Flowdroid的命令行参数，以指定待分析的APK包、输出文件路径、配置文件路径等信息。以下是一份简单的命令行参数：

java -Xmx4g -cp soot-trunk.jar;<路径>/soot-infoflow.jar;<路径>/slf4j-api.jar soot.jimple.infoflow.android.TestApps.Test FE1AD9D93BC2F295CFC2E9D9225809BBA609EB33 <路径>\Android\android-sdk\platforms <路径>\out.txt <路径>\SourcesAndSinks.txt <路径>\Android\android-sdk

其中，soot-trunk.jar 是Soot的主要包文件，soot-infoflow.jar 是Flowdroid的插件包，slf4j-api.jar 是Soot依赖的日志文件库。 Test 是一个Soot分析的Driver类，FE1AD9D93BC2F295CFC2E9D9225809BBA609EB33 是待分析的APK包的名称（不包含后缀名），Android\android-sdk\platforms 是Android平台的API路径，SourcesAndSinks.txt 是包含源和汇点的文件列表，Android\android-sdk 是Android SDK的目录。 最后，运行以上命令即可开始Flowdroid的数据流分析，Flowdroid会对指定的APK包进行数据流的建模和分析，并输出分析结果到指定的输出文件中。

四、Flowdroid的模型和分析算法

Flowdroid的主要模型是基于一个二元组 <s,t> 来描述数据流的路径，其中 s 表示数据流的源头，t 表示数据流的汇点。 Flowdroid采用了流敏感的算法，在建立数据流图时，将每个方法的入口和出口包含在节点中，并通过边缘连接两个节点，表示数据流路径。 针对多线程数据流分析，Flowdroid采用线程间数据流分析技术，将每个方法的线程状态建立模型，通过线程状态的合并、拆分以及相互之间的传递，从而对复杂的多线程数据流路径进行建模和分析。 在数据流分析过程中，Flowdroid还考虑了第三方库的影响，对以第三方库为源头或汇点的数据流进行建模，从而保证了分析的完整性。

五、总结

本文从Flowdroid的定义、主要特点、基本使用方法、分析过程以及算法模型等方面进行了详细的阐述。Flowdroid是一款强大的静态分析工具，可以有效地检测Android应用程序的潜在漏洞，提高应用程序的安全性，对于Android应用程序的开发和测试非常有用。

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