基于Android的手势加密软件的设计与实现计算机设计.docx

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基于Android的手势加密软件的设计与实现计算机设计

基于Android的手势加密软件的设计与实现计算机设计

基于Android的手势加密软件的设计与实现

摘要

随着科技的发展，移动智能终端逐渐走进人们的视线，相关应用越来越广泛，并在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。

因此，关键应用程序的开发成为影响移动智能终端普及的重要因素，设计并开发实用、方便的应用程序具有重要的意义和良好的市场前景，如此看来我们设计一款为手机加密的软件也更具有重要的意义和良好的场景。

而Android作为当前最流行的操作平台，自然也存在着大量的应用服务需求。

本课题研究的是基于android的手势加密软件的设计与实现，为android手机实现了良好的屏幕加密、解锁功能，同时提供解锁次数限制，实现了对android手机的信息安全保护，为用户提供了一个安全试用、操作方便、用户体验较好的加密锁屏软件。

在信息化如此发达的今天，手机不仅仅是我们拨打电话，发送短信的工具，更加是我们日常生活中信息的载体，里面含有大量私人的信息，我们软件在此背景下设计开发，加强保护手机用户的信息安全，意义重大。

关键词:

Android；手势加密；SQLite；手机软件

DesignandimplementationofgestureencryptionsoftwarebasedonAndroid

ABSTRACT

Withthedevelopmentofscienceandtechnology,mobileintelligentterminalgraduallyintothelineofsightofpeople,theapplicationismoreandmorewidely,andplaysamoreandmoreimportantinPeople'sDailylife.Keyapplicationdevelopment,therefore,becometheimportantfactorsthataffectmobileintelligentterminalspread,designanddeveloppracticalandconvenientapplicationhasimportantmeaningandgoodmarketprospects,sowedesignasoftwareformobileencryptionandmorehasthevitalsignificanceandthegoodscene.

AndAndroidasthemostpopularoperatingplatform,naturealsoexistalotofapplicationservicerequirements.Thistopicresearchisbasedontheandroid'sgestureencryptionsoftware,thedesignandimplementationofencryptionforandroidmobilephonetoachievethegoodscreen,unlockfunction,atthesametimeprovideunlocknumber,implementstheinformationsecurityprotectionforandroidphones,providesuserswithasafetytrial,convenientoperation,gooduserexperiencecanscreensoftware.

Insuchadevelopeddayofinformatization,themobilephoneisnotjustwecall,sendSMStool,moreisthecarrierofinformationinourdailylife,containsalargeamountofprivateinformation,oursoftwareunderthebackgroundofthedesignanddevelopment,strengthentheprotectionofinformationsecurity,mobilephoneusers,isofgreatsignificance

Keywords:

Android;gesturesencryption;SQLite;mobilephonesoftware

摘要I

ABSTRACTII

1绪论1

1.1本课题研究背景和意义1

1.2当前研究现状1

1.2.1各个手机操作系统现状2

1.3课题的研究内容3

1.4本论文的组织结构4

2关键技术介绍5

2.1Android平台相关概念5

2.1.1Android系统的特点5

2.1.2Android的功能5

2.1.3Android移动平台开发研究过程6

2.1.4Android移动平台下的应用研究6

2.2开发环境介绍7

2.2.1开发工具7

2.2.2开发环境8

2.3Android系统基本框架8

2.3.1Applications8

2.3.2ApplicationFrameWork8

2.3.3Libraries库9

2.3.4AndroidRuntime9

2.4Activity简介10

2.5Intent10

3手势加密系统分析与设计11

3.1系统可行性分析11

3.1.1经济可行性11

3.1.2技术可行性11

3.1.3操作可行性12

3.1.4法律可行性12

3.2系统开发环境12

3.3系统功能需求分析12

3.3.1九宫格图案加解锁12

3.3.2错误次数限制12

3.3.3紧急呼叫12

3.3.4重置密码12

3.3.5其他设置13

3.4系统总体设计13

3.5系统流程设计13

4系统编码实现15

4.1九宫图实现15

4.2初始化密码实现31

4.3解密功能实现33

4.4密码重置界面35

5系统测试37

5.1软件测试37

5.1.1单元测试37

5.1.2集成测试和确认测试37

5.1.3系统测试37

5.2测试用例37

5.3测试总结40

6总结及展望41

6.1总结41

6.2展望41

参考文献42

致谢43

外文原文44

中文翻译54

1绪论

1.1本课题研究背景和意义

Android是一个真正意义上的开放性移动设备综合平台。

它包括操作系统、用户界面和应用程序－移动电话工作所需的全部软件，而且不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍。

谷歌与开放手机联盟合作开发了Android，这个联盟由包括中国移动、摩托罗拉、高通、宏达和T-Mobile在内的30多家技术和无线应用的领军企业组成。

通过与运营商、设备制造商、开发商和其他有关各方结成深层次的合作伙伴关系，来建立标准化、开放式的移动电话软件平台，在移动产业内形成一个开放式的生态系统，这样应用之间的通用性和互联性将在最大程度上得到保持。

所有的Android应用之间是完全平等的。

在开发之初，Android平台就被设计成一个由一系列应用所组成的平台。

所有的应用都运行在一个核心的引擎上面，这个核心引擎其实就是一个虚拟机，它提供了一系列用于应用和硬件资源间进行通讯的API。

虽然市场上已经有同类的手机解锁软件，而且也能够满足用户的需求，但是这些软件的功能都比较单一，而在按键的加解锁方面还没有相关的应用，基于Android平台的手机解锁系统的实现不仅可以避免手机屏幕的划损，也可解放原有的解锁键，而且还有更多的功能让用户选择。

基于Android平台的手机解锁系统具有按键加解锁，自定义加解锁音效，支持是否屏蔽自带加解锁键，感应加解锁，自由滑动解锁，防盗警报的功能。

1.2当前研究现状

Android是Google开发的基于Linux平台的开源手机操作系统。

它包括操作系统、用户界面和应用程序—移动电话工作所需的全部软件，而且不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍。

Google与开放手机联盟合作开发了Android，这个联盟由包括中国移动、摩托罗拉、高通、宏达电和T-Mobile在内的30多家技术和无线应用的领军企业组成。

Google通过与运营商、设备制造商、开发商和其他有关各方结成深层次的合作伙伴关系，希望借助建立标准化、开放式的移动电话软件平台，在移动产业内形成一个开放式的生态系统。

作为谷歌企业战略的重要组成部分，Android将进一步推进“随时随地为每个人提供信息”这一企业目标的实现。

全球为数众多的移动电话用户正在使用各种基于Android的电话。

谷歌的目标是让（移动通讯）不依赖于设备甚至平台。

出于这个目的，Android将补充，而不会替代谷歌长期以来奉行的移动发展战略：

通过与全球各地的手机制造商和移动运营商结成合作伙伴，开发既有用又有吸引力的移动服务，并推广这些产品。

2007年，苹果iPhone上市后iOS凭借iPhone优秀的用户体验和多种多样的功能获得了巨大的成功，特别值得一提的是苹果的应用开发分成模式刺激了开发者不断进入，使得苹果的应用程序能不断的更新和发展，截至2010年8月，可用于IOS的应用已经超过了25万，苹果公司因为顺应了终端+应用的智能手机发展趋势，取得了快速的发展.但iOS也有许多问题，因为iOS属于半开放的OS，实现了移动互联网产业链上各环节的普及还是较为困难；其次iPhone的价格比较高，短期时间内难以满足中低端市场的需求。

而Android系统，虽然它目前存在安全性和版本混乱等问题，但是拥有低廉的引入成本，良好的用户体验和开放性较强的特点，再加上AndroidMarket和众多第三方应用商店做后盾，在应用方面的资源也非常丰富。

Android系统在近几年取得了迅猛的发展，主要还是因为其适应了移动互联网的发展趋势，符合了移动互联网产业链各方的发展变化需求。

具有开源特性的Android平台打破了之前Symbian、windowsmobile等操作系统收取高额的授权费用的模式，使得只能手机成本大大的降低；而正是由于它开发源代码，使得手机产生更多个性化的应用。

同时，合作方能够在这里得到利润或者创造价值，手机软件行业得到维护协调发展。

以Google、苹果和路基亚为中心各自形成的生态链将以原来数倍的速度推动移动互联网的发展，这正式Google发布Android平台的意义，也是Andorid平台存在的使命所在。

而作为Android平台成员之一的中国移动也投资成立了一家通讯公司，专门从事Google手机软件的应用以及本地化的软件的开发，比如将在Google手机平台上添加飞信、输入法等一系列符合国内用户使用特色的功能。

国内众多企业也将眼光投入到Andorid上面，并启动了相关的计划来深入的理解并发展Android。

更多的手机软件开发企业已经或者筹备着将公司进行转型，从其方向的开发转向到Android的开发。

当然，Android也同样面临着一些挑战和争议。

虽然Android在发展过程中遇到一些问题，但在多方面积极的因素推动下，总体趋势仍旧看好。

当前，随着HTC进入中国市场，以及酷派、华为、中兴等终端厂商的发力，Android在国内的发展会越来越好；而随着Android系统的发展，Android手机在中国市场的销量在未来必然还将有较大发展空间。

综上所述，无论是在国内还是在国外，Android平台对手机软件行业和移动手机平台将发挥极大地推动作用，而在未来的几年或者一段时间内，Android将越发的凸显自己的重要性。

1.2.1各个手机操作系统现状

PalmOS是一套专门为掌上电脑编写的操作系统，是一种轻量级、比较开放的操作系统，占用的内存非常小，允许用户在其基础上编写和修改相关软件，是支持的应用程序更加丰富多彩。

Plam在其它方面也还存在一些不足，如Plam操作系统本身不具备录音、MP3播放功能等，但是可以通过加入第三方软件或硬件设备来实现。

其代表性的产品有Palmm505、Palmm500、PalmIII等。

Symbian是一个实时性、多任务的纯32位操作系统，具有功耗低、内存占用少等特点，非常适合手机等移动设备使用，经过不断完善，可以支持GPRS、蓝牙、SyncML以及3G技术。

Windowsmobile系列操作系统是从微软计算机的Windows操作系统上变化而来的。

Windowsmobile系列操作系统功能强大，而且支持该操作系统的智能手机大多数都采用了英特尔嵌入式处理器，主频比较高，在其它硬件设置（如内存、储存卡容量等）上也采用其他操作系统的智能手机要高出许多，因此性能比较强劲，速度比较快。

Windowsmobile系列操作系统包括SmartPhone以及PocketPCPhone两种平台。

PocketPCPhone主要用于掌上电脑型的智能手机，而SmartPhone则主要为手上智能手机提供操作系统。

Linux系统是一个源代码开放的操作系统。

由于其开源性，手机制造商可以根据实际情况开放自己的Linux手机操作系统，从而也能够吸引更多的软件制造商在其上开发更多的应用软件，丰富第三方的应用。

但是Linux操作系统也还存在一些不足，集成开放环境和基于Linux的产品与PC的连接性比较差等

Ios系统是苹果手机自行开发的一款操作系统，主要用的语言是objective-c，与Android系统相比其缺点是不是开源，制约了开发者，而且开发该项目app需要的资金不少；而对于开发Android软件来言，所有都是免费的、开源的。

根据最新数据显示，全球使用的Android系统移动终端设备的人数比例已经占到了80%以上，所以说Android系统的开发是必须的，也是可行的。

1.3课题的研究内容

Android系统是Google及其开发联盟推出基于Linux平台开源手机操作系统。

Android平台为开发者提供了完整的系统解决方案，而且提供了统一、简单、易用的开发接口,让我们可以轻松地开发出一套手机系统管理软件;

本系统研究的是Android平台的手机手势加密软件的设计与实现过程,要实现本系统，首先要有夯实的专业知识，而且也要对Android程序开发的思路有一定的了解。

作为一个实用的手机加锁系统，最主要的是能够让用户体会到本系统的实用性，并且在这个基础上带给用户更多的关于解锁方面的体验。

通过开发一个项目，了解Android平台的相关特性和开发的流程。

具体来讲：

1.通过分析当前阶段下各种人群的喜好和对事物的关注程度来选择究的项目，即日程管理软件；

2.通过独立设计UI来了解Android以至于移动平台开发的UI的设计方法；

3.通过选取相应的数据存储来方式存储日程管理的数据，来了解Android平台的类库和其相关的设计模式，了解其先进的思想和API的特点；

4.通过设计功能点来初步的了解移动平台开发的所需注意事项，初步的了解移动平台的开发，并了解别体会如何获得更好的人机交互；

5.通过测试来完善程序，使其Bug不合理地方最少化，并进一步了解Android平台的相关先进的特点和其人性化的设计，与此同时熟悉软件开发的相关流程并深刻认识在编码时一些注意事项的重要性；

6.其实完全可以通过发布程序到GoogleAndroidMarket上，了解Android程序发布的流程，并通过它了解其他平台下的开发、发布的流程。

并通过用户的反馈来进行相关的修改。

基于此更深刻的理解人机交互的重要性和设计的重要性。

1.4本论文的组织结构

本论文共分六章

第一章:

课题的研究背景和意义。

针对Android平台的手势加密系统的背景分析以及该系统开发的实际意义做了详尽地分析说明.

第二章：

关键技术介绍。

对Android平台的各种核心技术做了分析说明,同时也针对了SQLite数据库的作用做了介绍。

第三章：

手势加密系统分析和设计。

本章分两部分，分析部分对系统开发的可行性和系统的开发需求做了分析,设计部分对手势加密过程设计和数据库设计做了较为详细的介绍。

第四章：

系统实现。

对本软件的线路站点查询功能的实现过程做了介绍,同时也详细地介绍了地图模块的实现过程。

第五章：

系统测试。

通过对系统进行分析后进行了代码设计、输入输出设计和处理过程设计。

详细地给出了系统的所涉及到的大部分页面和最核心的代码，最后还对系统做了较为详细的测试分析。

第六章：

总结与展望。

总结整个项目的完成过程，并对之后该项目做出展望。

2关键技术介绍

2.1Android平台相关概念

2.1.1Android系统的特点

1.开放性。

Google与开放手机联盟合作开发了Android，Google通过与运行商、设备制造商、开发商和其他有关各方面结成深层次的合作伙伴关系，希望通过建立标准化、开放式的移动电话软件平台，在移动产业形成一个开放式的生态系统。

2.应用程序无界限。

Android上的应用可以通过标准API访问核心移动设备功能。

通过互联网，应用程序可以声明它们的功能可提供其他应用程序使用。

3.应用程序是在平等的条件下创建的。

移动设备上的应用程序可以被替换或扩展，即使是拨号程序或主屏幕这样的核心组件。

4.应用程序可以轻松地嵌入网络。

应用程序可以轻松地嵌入HTML、JavaScript和样式表，还可以通过WebView显示网络内容。

5.应用程序可以并行运行。

Android是一种完整的多任务环境，应用程序可以在其中并行运行。

在后台运行时，应用程序可以生成通知以引起注意

2.1.2Android的功能

1.支持虚拟键盘。

虚拟键盘的出现意味着基于Android1.5或以上版本的移动设备可以同时支持物理键盘和虚拟键盘。

2.使用Widget实现桌面的个性化。

可以用Widget修饰自己的桌面。

大多数小的web应用都是从网络上获得实时数据并展示给用户的。

Android预装了5个桌面Widget，包括数字时钟、日历、音乐播放器、相框和搜索。

3.用在线文件夹快速游览数据。

类似于OSXLeopard的QuickLook特征，Android的在线文件夹可显示常见的数据条目，比如联系人、喜欢的应用、E-mail信息、播放列表、书签、RSS源等，并不需要运行系统程序处理特定的数据条目。

4.视频录制和分享。

Android还有录制和分享视频的功能，对回放和MPEG-4、3GP等视频格式也有了更好的支持。

可以通过E-mail、MMS或直接上传到YouTube等方式来分享视频。

5.图片上传。

在线分享图片需要的点击更少。

完成照相后，当浏览图片或选择Google在线图片服务Picasa时，只需轻点“分享”就会拥有1Gb的免费图片存储空间。

6.更快、更兼容的游览器。

Android的基于Weskit内核的游览器带来了重要的调速装置（Speedup）,这得益于新的Weskit渲染引擎和优化的Java脚本编译器（Squirrelfish）.

7.VoiceSearch语音搜索。

带有语音识别技术的Google手机已于2008年11月面世，它支持语音搜索功能。

该功能增强了默认的搜索能力，已超过纯文本搜索。

8.立体声蓝牙和免提电话。

除了增强的免提电话体验，Android还支持立体声蓝牙（A2Dphe和AVCRP），并有自动配对功能。

9.强大的GPS技术。

Android内部提供了大量的GPS组件，我们可以很轻松地获得设备当前的位置等信息，让导航等功能更加完美。

10．Android系统硬件检测。

Android可自动检测和修复SD卡的文件系统，允许第三方应用显示Android系统的硬件特征。

为了让用户下载到与自己的设备匹配的应用，我们可以检测用户设备的硬件信息，让满足应用要求的设备安装该程序，当更多的Android设备建立在不同的硬件上时，这个功能显得很实用。

2.1.3Android移动平台开发研究过程

Android移动平台作为21世纪的新秀，受到了越来越多的开发者的追捧，在这股发的浪潮中，逐渐形成了具有Android一套具有Android特色的开发流程。

由于Android的优越性，其开发显得非常的有规律性可寻。

大致的开发流程如下：

1.需求分析。

作为一个软件，它必须有其存在的意义和价值。

而这价值和意义就需要靠需求分析来确定。

2.功能分析。

作为一个手机软件，它的使命就是给用户使用的。

如何提供用户最好的用户体验就值得每一个程序员的深思。

这也是确保一个程序成功的关键所在。

3.界面设计。

作为一个手机软件，其只能在极有限的区域中显示自己。

如何有限的空间里面更完美的展现出自己的独特之处就显得尤为重要了。

4.系统开发。

作为一个软件的主体部分，系统开发的好坏直接决定了该系统的性能和寿命。

5.测试。

在任何一个软件开发行业中，无论是J2EE、J2SE、J2ME等等其他开发中，测试时必不可少的一环。

在Android开发中，由于手机的搞频率使用，和硬件系统上的不足，使得对软件的要求更加的严格，这就要求在开发完成后，在对其进行严格的测试。

而测试又包括了像：

单元测试、系统测试等等方面的测试。

6.发布。

在完成了一个系统的开发后，就要将其发布，经过广大用户的考验，只有经过这，才算是一个合格的产品。

在Android平台中，Google提供了一套完整的发布机制——Googlemarket。

2.1.4Android移动平台下的应用研究

Android系统提供给应用开发者的本身就是一个框架，所有的应用开发都必须遵守这个框架的原则。

我们在开发应用时就是在这个框架上进行扩展，下面来看看Android这个框架都有些什么功能可供我们使用。

android.app：

提供高层的程序模型和基本的运行环境。

android.content：

包含对各种设备上的数据进行访问和发布。

android.database：

通过内容提供者浏览和操作数据库。

android.graphics：

底层的图形库，包含画布、颜色过滤、点、矩形，可以将它们直接绘制到屏幕上。

android.location：

定位和相关服务的类。

android.media：

提供一些类管理多种音频、视频的媒体接口。

：

提供帮助网络访问的类，超过通常的.*接口。

android’s：

提供了系统服务、消息传输和IPC机制。

android.opengl：

提供OpenGL的工具。

android.provider：

提供访问Android内容提供者的类。

android.telephony：

提供与拨打电话相关的API交互。

android.view：

提供基础的用户界面接口框架。

android.util：

涉及工具性的方法，例如时间日期的操作。

android.webkit：

默认浏览器操作接口。

android.widget：

包含各种UI元素（大部分是可见的）在应用程序的布局中使用。

2.2开发环境介绍

2.2.1开发工具