TLS on Android – Evolution over the last decade

Abstract

Mobile Geräte und mobile Plattformen sind omnipräsent. Android hat sich zum bedeutendsten mobilen Betriebssystem entwickelt und bietet Milliarden Benutzer:innen eine Plattform mit Millionen von Apps. Diese bieten zunehmend Lösungen für alltägliche Probleme und sind aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Mobile Apps arbeiten dazu mehr und mehr mit persönlichen sensiblen Daten, sodass ihr Datenverkehr ein attraktives Angriffsziel für Man-in-the-Middle-attacks (MitMAs) ist. Schutz gegen solche Angriffe bieten Protokolle wie Transport Layer Security (TLS) und Hypertext Transfer Protocol Secure (HTTPS), deren fehlerhafter Einsatz jedoch zu ebenso gravierenden Unsicherheiten führen kann. Zahlreiche Ereignisse und frühere Forschungsergebnisse haben diesbezüglich Schwachstellen in Android Apps gezeigt. Diese Arbeit präsentiert eine Reihe von Forschungsbeiträgen, die sich mit der Sicherheit von Android befassen. Der Hauptfokus liegt dabei auf der Netzwerksicherheit von Android Apps. Hierbei untersucht diese Arbeit verschiedene Möglichkeiten zur Verbesserung der Netzwerksicherheit und deren Erfolg, wobei sie die Situation in Android auch mit der generellen Evolution von Netzwerksicherheit in Kontext setzt. Darüber hinaus schließt diese Arbeit mit einer Erhebung der aktuellen Situation und zeigt Möglichkeiten zur weiteren Verbesserung auf.

Smart devices and mobile platforms are omnipresent. Android OS has evolved to become the most dominating mobile operating system on the market with billions of devices and a platform with millions of apps. Apps increasingly offer solutions to everyday problems and have become an indispensable part of people’s daily life. Due to this, mobile apps carry and handle more and more personal and privacy-sensitive data which also involves communication with backend or third party services. Due to this, their network traffic is an attractive target for Man-in-the-Middle-attacks (MitMAs). Protection against such attacks is provided by protocols such as Transport Layer Security (TLS) and Hypertext Transfer Protocol Secure (HTTPS). Incorrect use of these, however, can impose similar vulnerabilities lead to equally serious security issues. Numerous incidents and research efforts have featured such vulnerabilities in Android apps in this regard. This thesis presents a line of research addressing security on Android with a main focus on the network security of Android apps. This work covers various approaches for improving network security on Android and investigates their efficacy as well as it puts findings in context with the general evolution of network security in a larger perspective. Finally, this work concludes with a survey of the current state of network security in Android apps and envisions directions for further improvement.