Java語言為基礎的安卓手機軟件開發探究

摘 要：現階段，國內智能手機大都采用安卓操作系統，而該系統的開發語言以Java語言為基礎。文章論述了Java語言的基本含義，分析了安卓手機軟件的基本架構，并以手機加密軟件為例，探討了以Java語言為基礎的安卓手機軟件開發流程，以供相關人員參考。

關鍵詞：Java語言;安卓操作系統;智能手機;軟件開發;DES加密算法

進入二十一世紀以來，互聯網技術、信息化技術以及移動通信技術快速發展和應用，促使社會大眾的生活節奏不斷加快。而智能手機的產生與發展，為社會大眾快速獲取信息資源帶來極大的便利，目前已經廣泛應用在大眾生活的各個行業領域。國內絕大部分智能手機采用的是基于Java語言的安卓操作系統，所以很有必要對Java語言為基礎的安卓手機軟件開發進行深入研究。

1.Java開發語言的內涵和實質

Java語言屬于一種設計類語言類型，其以網絡程序為基礎，應用效果非常良好，并且應用范圍十分廣泛。因此，在網絡應用程序設計過程中，Java語言受到絕大多數程序設計人員的青睞。通常情況下，在程序設計過程中，Java語言以應用程序的內部編程語言為主要對象。基于Java語言的程序設計目的，是為了滿足不同軟件間以及不同應用程序間的具體需要，以促進軟件應用內部利用效率的有效提升。

在解釋與編譯后，Java語言會呈現出兩個不同的過程，并可通過翻譯，轉變為系統設計所需的各種形式的源代碼，同時還能達到虛擬機作用轉化的目的，可在其他電子設備識別程序中使用[1]？Java虛擬機屬于一種基于想象的操作設備，利用計算機進行軟件模擬。對Java語言的源程序進行翻譯，能夠獲得對應的字節碼，程序設計人員不但能夠解釋和翻譯這類字節碼，將其作為接收器中的機器碼，還能通過虛擬機識別，在具體編程中使用。

2.安卓手機軟件的架構

2.1應用程序

智能手機各個軟件功能的實現離不開相關應用程序的補充和支持，而智能手機各個硬件功能的實現需要通過相應的應用程序體現出來。安卓手機軟件發布過程中，同時會攜帶一系列的核心應用程序，這些應用程序主要涵蓋了短消息程序、日歷程序以及瀏覽器程序等。從當前情況來看，在智能手機軟件編寫設計過程中，Java語言是最為優秀的工具，該語言強大的交互性為智能手機軟件功能的實現提供了基本支持。

2.2應用程序的框架

智能手機出廠時，其應用軟件都有一定的框架。各個品牌各個型號的智能手機都擁有自身的基本框架，應用程序開發人員會在該框架的基礎上，進行應用程序編寫工作。在此過程中，應用程序編寫工具都采用Java。而Java語言自身就擁有一定的框架技術，這大大增強了通過框架技術進行應用程序編寫的可行性。

2.3程序庫、運行庫

程序庫與運行庫均屬于智能手機中的固化程序，在智能手機出廠的過程中，開發商就將程序庫與運行庫固化在了手機內核中。設計人員按照用戶實際需求，對在程序庫與運行庫進行固化，為智能手機用戶提供了極大便利，再加上良好的應用功能，智能手機因而得到廣大用戶群體的認可與歡迎。

3.基于Java語言設計手機短信加密軟件實證分析

3.1基于Java語言的DES加密算法

DES算法作為一種基于Java語言的數據加密標準，其通過循環和迭代的方式，把相對簡單運算轉變成非線性變換，從而達到加密和保護數據的目的。

DES算法主要是對56位密鑰與64位二進制信息進行加密，以生成64位密文信息。其具體流程如下：第一點，對IP進行初始置換，并根據特定邏輯順序將明文順序打亂。第二點，進行乘積交換，持續迭代16輪。第三點，對IP進行逆初始置換，根據固定表順序打亂，從而獲得64位信息，也就是加密信息，最終完成明文信息加密[2]。

在密匙位數與迭代數的一并影響下，DES加密算法通常會存在一定缺陷。所以，對于字符信息相對較少的短信，可采用3DES的方法來進行加密處理，從而增強信息的加密性。

3.2安卓信息處理機制

第一點，安卓系統信息處理通常先要用戶發信息到收件箱，然后對收件箱enqueue Message函數進行調用，以接收信息的隊列為基準，把信息置入到收件箱內。

第二點，按照由前到后的順序，利用Loop將信息從收件箱內取出。之后利用使用者的dispatch Message函數，加工處理該信息。在此過程中，對該信息的處理工作由使用者負責。

第三點，完成信息處理后，使用者可利用recycle函數，將處理后的信息再次置入收件箱，為信息儲存與使用提供便利。

從整個流程來看，是在開放環境中進行的信息處理，加密處理難度非常大，無法充分保證信息的安全性。因此，在Java語言環境中，基于信息加密方面存在的問題，合理編寫安卓手機信息加密軟件，能夠有效保證信息安全。

3.33DES加密與解密要點

設K表示DES算法，Ek（）表示DES算法的加密過程，Dk（）表示DES算法的解密過程，使用的密鑰P表示明文，C表示密表。

由此可知3DES加密公式為：C=Ek3（Dk2（Ek1（P）））

3DES解密公式為：P=Dk1（（EK2（Dk3（C）

在具體設計過程中，與其他平臺對接進行對比分析得知，同樣的加密結果，實現過程卻存在一定差異，因此，對于此類狀況，應認真檢查JDK文件。

而如果編寫算法沒有問題，而加密結果存在差異，那么綜合考慮所選代碼，可以發展造成加密結果不同的原因就在于MODE與padding方面。因此，程序開發人員在利用Java語言進行編碼時，所用MODE與padding必須相同，如此方可確保正常通信。

3.4以Java語言為基礎的安卓手機加密軟件開發的實現

軟件開發人員在通過DES加密算法來開發信息加密軟件時，應對虛擬手機平臺進行靈活操作，預先編寫軟件加密與解密程序，并模擬加密程序與解密程序的運行效果，以促使加密軟件運行速度的提升。

第一步，軟件開發人員應將所用手機與計算機有效連接，在計算機中利用安卓虛擬平臺來編寫加密程序和解密程序，以便于更加順利地實現手機軟件信息的加密。

第二步，軟件開發人員開啟手機短信程序，進入短信的收發界面中，仔細觀察和分析短信收發情況。

第三步，運行手機中的J2ME MIDlet程序，在加密軟件的消息界面編寫加密信息，在完成編寫后，選擇軟件聯系人，結束整個信息編寫過程。

第四步，打開所用手機的接收界面，編輯接收到的之前編寫的信息，進而完成軟件信息的解密操作過程。

結語

總之，基于Java語言的安卓操作系統具有非常強的開放性，目前已經被大多數智能手機品牌所采用。在以Java語言為基礎進行安卓手機軟件開發的過程中，軟件開發人員應深刻認知Java語言的涵義，充分把握安卓手機軟件的架構特點，熟練掌握基于Java語言的DES加密算法與安卓信息處理機制，有效運用3DES加密與解密技術，高效、順利地開發安卓手機軟件。

參考文獻：

[1]李福俊.基于Java語言的安卓手機軟件開發研究[J].山西農經，2017（11）：130-130.

[2]沈佳寧.基于Java語言的安卓手機軟件開發分析[J].無線互聯科技，2017（6）：34-35.

作者簡介：

徐官學（1967-），男，漢族，湖北省建始縣人，恩施職業技術學院信息工程學院，副教授。研究方向：計算機應用.