基于Java語言的手機軟件開發(fā)技術分析

摘 要 隨著智能手機的高速發(fā)展，手機軟件開發(fā)成為了當下熱門行業(yè)。目前主流的手機操作系統(tǒng)Android操作系統(tǒng)的智能手機市場占有率很高，其操作平臺是基于Linux為核心，支持和使用Java作為編程語言開發(fā)相應的手機軟件。本文以Java語言為基礎，通過分析Java語言的概述及手機軟件應用程序架構，簡要敘述基于Java語言下手機軟件開發(fā)技術，最后以基于Java語言對手機加密軟件開發(fā)實例進行探討，提高了文章的操作性和實用性，使得讀者能夠更加清晰的了解基于Java語言的手機軟件開發(fā)技術。

【關鍵詞】Java語言 Android操作系統(tǒng) 軟件設計 開發(fā)技術

1 Java語言概述與手機軟件應用程序

1.1 Java語言

Java語言內涵和實質是面向網絡程序設計的設計的語言，是程序員的在創(chuàng)建應用程序時必備的工具，并且這些應用程序在設計之后，能夠被下載和普遍、穩(wěn)定、安全運用，Java語言是面向對象的語言，內部軟件能夠通過部件的形式進行編程，而為了滿足軟件內部的協(xié)調和各種需求，軟件內部是相互協(xié)調。所有的程序語言都是通過編譯和解釋之后才應用到電腦或者其他電子設備上執(zhí)行操作，Java語言通過編譯和解釋兩個過程：首先，將Java語言翻譯成源代碼；其次，利用虛擬機將源代碼轉換成電腦和其他電子設備可以識別的程序，從而完成軟件和程序的開發(fā)。Java虛擬機顧名思義其實是想象中的操作設備，其實質是通過現(xiàn)實的電腦進行軟件模擬，Java源程序在通過翻譯器翻譯之后變成字節(jié)碼，這些字節(jié)碼能夠被虛擬機識別并解釋這些字節(jié)碼，然后將字節(jié)碼在發(fā)送給翻譯器，翻譯器再將其翻譯成電腦等電子設備能夠理解的機器碼，最終實現(xiàn)整個編程過程。

1.2 手機軟件應用程序

從目前應用最為廣泛、發(fā)展速度最快的安卓手機來看，其應用程序主要包括Activity、Service、Content Provider、Intent。在這些應用程序中，Activity主要提供多個使用數(shù)據(jù)的存儲，并且能夠獨立保持后臺運行的服務，Intent是手機軟件運行過程中，擁有自動保存機制，簡單的說就是一個程序或者是一個活動，轉跳到另外一個程序或者活動，它能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動保存，方便程序和活動的切換，防止在切換的過程中數(shù)據(jù)無故丟失。在手機應用過程中，應用程序是整個軟件的核心組成部分，其涵蓋的內容相當廣泛。例如手機的通信、短信、客戶端、瀏覽器和游戲等等。這些應用程序的構造主要是通過Java語言進行編寫的，Java語言提供了應用程序之間的相互交互，使得整個應用程序得框架結構得到簡化，并且其相關的重要部件之間的使用也得到了簡化。

1.3 基于Java語言的手機軟件軟件開發(fā)

在設計過程中，Java語言在手機軟件開發(fā)中的技術分析從方法、開發(fā)過程以及開發(fā)環(huán)境的搭建三個最主要的方面進行分析。

1.3.1 手機軟件開發(fā)的方法

前文中已經說明了Java語言在安卓手機中的開發(fā)應用，開發(fā)主要是利用Java語言進行編寫的，編寫完成之后以應用程序的形式被下載和應用。

1.3.2 手機軟件開發(fā)過程

在手機軟件的開發(fā)過程中，為了保護軟件的穩(wěn)定性和安全性，在開發(fā)時需要設置相應的用戶權限，即用戶界面設計和資源的獲取是有一定的權限設置，只有在權限允許的情況下，才能完成相應的資源提取和程序啟動，這是對應用程序的保護，而獲取權限和對權限進行命名時，有屬于用戶的使用和體驗過程。為了更好的保護用戶文件的權限，在生成用戶界面的過程時，主要是由代碼直接生成以及XML生成兩種方式。

1.3.3 手機軟件開發(fā)環(huán)境搭建

作為最主要的設計語言，Java語言在環(huán)境搭建時應該被首先保護和搭建，只有對最基本的程序語言進行搭建，才能進行下一步的操作。之后對于插件的安裝以及安裝Android SDK。在開發(fā)環(huán)境的搭建中，Java環(huán)境是保障系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性的關鍵，搭建的過程首先將JDK 進行安裝，其次對于系統(tǒng)變量進行設置。

2 基于Java語言設計手機短信加密軟件實證分析

2.1 利用的平臺和技術

2.1.1 Android 系統(tǒng)

Android系統(tǒng)是美國谷歌公司在2007年推出的，依靠其強大的性能和開放性特點，瞬間成為了移動設備操作系統(tǒng)的佼佼者，從Android系統(tǒng)的架構上看，主要包括五個部分：Linux Kernel、Android Runtime 、Libraries、Application Framework和Applications。這五個部分構成了Android系統(tǒng)的整個系統(tǒng)，其Eclipse 開發(fā)平臺就是基于Java語言的擴展和開發(fā)平臺，許多情況下Eclipse就作為Java集成開發(fā)環(huán)境下使用，但是其用途不僅僅局限在Java語言的開發(fā)中，是Java開發(fā)工具的延伸。

2.1.2 DES加密算法

DES算法是1977年美國國家標準局采用的數(shù)據(jù)加密標準，主要是利用循環(huán)和迭代將簡單的運算轉變?yōu)榉蔷€性變換實現(xiàn)對于數(shù)據(jù)的加密和保護。在56位密鑰和64位二進制信息加密成64位密文信息。其主要有三個具體的流程：首先，出事置換IP，將明文按照一定的邏輯和順序進行順序打亂；其次，乘積交換，進行16輪迭代；最后，逆初始置換IP，按照固定表順序打亂，最終輸出64位信息，此64位信息就是加密信息，從而完成整個明文信息的加密過程。由于DES在密鑰位數(shù)和迭代數(shù)問題，導致DES存在明顯的缺陷，而在實際操作過程中，3DES被普遍使用，其中包含了四中模式，分別是DES-EEE3；DES-EDE3；DES-EEE2；DES-EDE2四種使用模式。在操作過程中，手機短信的字符數(shù)較少，一般采用3DES加密處理。

2.2 Android信息處理

了解Android信息處理機制對于信息加密軟件的設計非常重要，只有了解了信息是如何處理的，才能更好的有針對性的對于信息進行加密處理。Android信息處理首先通過用戶發(fā)出一條信息，發(fā)送到收件箱，調用收件箱的enqueue Message函數(shù)，根據(jù)接收到的信息隊列，將信息放入收件箱中。通過Loop從收件箱中從前往后取出信息，然后通過使用者的dispatch Message函數(shù)進行信息的處理和加工，這個過程中，課件信息是由使用者進行處理和負責的。信息處理結束之后，使用者通過recycle函數(shù)再次將信息放入到收件箱中，從而為信息進行儲存和方便下次信息的使用。這個過程中，由于信息的處理屬于在開放環(huán)境下，信息很難實現(xiàn)加密處理，信息的安全性能也得不到相應的保障，所以在機遇Java語言下，針對信息加密問題，對于手機信息加密軟件進行編程，從而獲得更加安全的信息保護。

3 基于Java語言的手機加密軟件開發(fā)

3.1 3DES加密與解密

設Ek（ ）和Dk（ ）代表DES算法的加密和解密過程，K代表DES算法，使用的密鑰P代表明文，C代表密表。

3DES加密過程為：C=Ek3（Dk2（Ek1（P）））

3DES解密過程為：P=Dk1（（EK2（Dk3（C）

public static byte[] desEncrypt（String message， String key） throws Exception { Cipher cipher = Cipher.getInstance（"DESede"）； DESKeySpec desKeySpec=new DESKeySpec（key.getBytes（"UTF-8"））； SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance（"DESede"）； SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret（desKeySpec）； cipher.init（Cipher.ENCRYPT_MODE， secretKey）；

return cipher.doFinal（message.getBytes（"UTF-8"））；

在整個設計過程中，進行對比其他平臺對接發(fā)現(xiàn)對于同樣的加密結果卻現(xiàn)實不同，所以針對這樣的情況，對于JDK文件進行了檢查，發(fā)現(xiàn)JDK文件現(xiàn)實如下：

A transformation is a string that describes the operation （or set of operations） to be performed on the given input， to produce some output.

A transformation is of the form：

·"algorithm/mode/padding" or ·"algorithm"

（in the latter case， provider-specific default values for the mode and padding scheme are used）.

在結合之前我們所選擇的代碼，編寫的算法是不存在問題的，那導致加密結果不同的原因在哪？針對此，主要原因出現(xiàn)在MODE和padding。所以在使用JAVA語言編碼時，一定要主義采用相同的MODE和padding，只有這樣才能夠保證通信的正常使用。

3.2 Java語言手機加密軟件開發(fā)實現(xiàn)

在基于Java語言下利用DES加密算法實現(xiàn)手機信息加密軟件的開發(fā)，在這個過程中，利用虛擬手機平臺，進行加解密程序編寫，模擬和實現(xiàn)加解密程序的運行效果，從而達到測試和使用加解密軟件。

（1）將手機連接到電腦中，在安卓虛擬平臺下，對于加解密軟件進行編程，為了更好的實現(xiàn)手機信息加密軟件。

（2）打開手機信息，進入到手機的短信收發(fā)界面。

（3）在手機中運行J2ME MIDlet程序，點擊手機的消息的便捷界面，從而進行手機信息的編寫，編寫完成之后，選擇相應的聯(lián)系人，從而完成整個短信內容的編寫過程。

（4）進入目標手機的接收界面，對于剛剛編寫的接收信息進行編輯，從而達到解密的目的，解密完成后，此次加解密操作就算完成了。

4 手機加密軟件開發(fā)的難點

加解密軟件利用的是JDK1.5，此次的實驗主要是針對Android手機開發(fā)的應用軟件，所以適用性上僅僅適用于安卓手機用戶，不能夠移植到其他系統(tǒng)中。在實際的軟件開發(fā)過程中，DES加密密鑰在Java庫函數(shù)中是隨機產生的，所以在操作的過程中用戶沒有輸入相應的密鑰操作，和普通手機發(fā)短信沒有表面的區(qū)別。其中難點在于軟件必須保證通信雙方共同使用該軟件，才能夠正常的實現(xiàn)短信的收發(fā)功能，如果一方未安裝加密軟件，則加密軟件就不能發(fā)揮相應的作用。

5 總結

移動電子設備已經成為了人們生產、生活必不可少的重要工具，伴隨著技術的不斷革新和發(fā)展，手機的功能越來越強大，在帶給人們便利的背后，離不開對于手機軟件開發(fā)的創(chuàng)新和探索。近年來，對于手機軟件的需求和要求不斷提高，不僅需要新穎的軟件和應用程序，更需要穩(wěn)定、安全、便捷的操作體驗，所以在Java語言編程下的手機軟件需要在發(fā)展和創(chuàng)新的過程中不斷積累經驗，提高軟件的安全性、穩(wěn)定性和適用性，從而推動手機的發(fā)展。

參考文獻

[1]楊治.手機軟件交互設計研究[D].哈爾濱工程大學，2013.

[2]韓路，高賢強.基于Android系統(tǒng)的手機軟件開發(fā)研究[J].電子技術與軟件工程，2014（03）：60-61.

[3]周銳棠.闡述Java語言在手機中的結合運用[J].數(shù)字技術與應用，2010（11）：204.

[4]宋杰，黨李成，郭振朝，趙萌. Android OS手機平臺的安全機制分析和應用研究[J].計算機技術與發(fā)展， 2010，20（06）：152-155.

[5]埃始兒，陳灝鵬.Java的編程思想[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009（08）.

作者簡介

陳林，工程碩士學位。現(xiàn)為江蘇省鹽城機電高等職業(yè)技術學校講師。研究方向為計算機技術應用。

作者單位

江蘇省鹽城機電高等職業(yè)技術學校 江蘇省鹽城市 224005