鴻蒙 Next 密碼管理綜合案例:打造安全便捷的使用者認證系統

SameX發表於2024-11-08

本文旨在深入探討華為鴻蒙HarmonyOS Next系統(截止目前 API12)在開發多語言電商平臺方面的技術細節,基於實際開發實踐進行總結。主要作為技術分享與交流載體,難免錯漏,歡迎各位同仁提出寶貴意見和問題,以便共同進步。本文為原創內容,任何形式的轉載必須註明出處及原作者。

在數字化時代,安全便捷的使用者認證系統是各類應用的重要組成部分。本文將以一個實際案例為基礎,詳細介紹如何基於鴻蒙 Next 系統打造一個滿足使用者需求的密碼管理綜合案例,涵蓋從需求分析到部署上線的全過程。

一、案例背景與需求分析

(一)目標使用者群體與應用場景

本案例的目標使用者群體廣泛,包括普通消費者、企業員工等各類人群。應用場景涵蓋了常見的移動應用場景,如社交媒體、線上購物、企業辦公應用等。這些使用者在使用應用時,需要頻繁進行登入、註冊、密碼修改等操作,因此對密碼管理的便捷性和安全性有較高要求。

(二)對密碼管理功能的具體需求

  1. 便捷的登入體驗
    使用者期望在登入應用時,能夠快速、方便地輸入賬號密碼,最好可以實現自動填充功能,減少手動輸入的繁瑣過程。同時,支援多種登入方式,如使用者名稱密碼登入、手機號驗證碼登入等,以滿足不同使用者的使用習慣。
  2. 安全的密碼儲存與傳輸
    使用者的賬號密碼必須以安全的方式儲存在裝置和伺服器上,防止密碼洩露。在傳輸過程中,應採用加密技術,確保密碼不被中間人竊取。此外,對於密碼的儲存和更新,需要有嚴格的許可權控制和安全機制,確保只有授權使用者能夠進行操作。
  3. 強密碼生成與提示
    為了提高密碼的安全性,應用應能夠為使用者生成強密碼,並提供密碼強度提示。使用者在註冊或修改密碼時,可以根據提示選擇使用強密碼,降低密碼被破解的風險。
  4. 密碼找回與重置
    當使用者忘記密碼時,應提供便捷的密碼找回和重置功能。可以透過郵箱驗證、簡訊驗證碼等方式驗證使用者身份,確保密碼重置操作的安全性。

二、系統架構設計

(一)基於鴻蒙 Next 安全機制的架構選型

基於鴻蒙 Next 的安全特性,我們選擇採用分層架構設計。將系統分為表現層、業務邏輯層、資料訪問層和安全管理層。

  1. 表現層
    負責與使用者進行互動,展示登入介面、註冊介面、密碼修改介面等使用者介面。使用 ArkUI 元件構建介面,確保介面的美觀性和易用性。
  2. 業務邏輯層
    處理使用者的登入、註冊、密碼修改等業務邏輯。與安全管理層和資料訪問層進行互動,協調各層之間的操作。例如,在使用者登入時,業務邏輯層負責驗證使用者輸入的賬號密碼,呼叫安全管理層進行密碼解密和驗證,然後根據驗證結果與資料訪問層進行互動,獲取使用者相關資訊。
  3. 資料訪問層
    負責與資料庫或伺服器進行資料互動,儲存和獲取使用者賬號密碼等資訊。採用安全的資料庫儲存方式,對密碼進行加密儲存。在與伺服器通訊時,使用安全的網路協議,確保資料傳輸的安全。
  4. 安全管理層
    這是整個架構的核心部分,負責密碼的加密、解密、儲存、更新等安全操作。整合鴻蒙 Next 的密碼自動填充服務、應用加密等安全功能,確保密碼管理的安全性。

(二)各模組功能劃分與互動

  1. 表現層與業務邏輯層互動
    表現層透過使用者操作觸發事件,如點選登入按鈕、註冊按鈕等,將使用者輸入的資料傳遞給業務邏輯層。業務邏輯層對資料進行初步處理和驗證,如檢查使用者名稱和密碼的格式是否正確,然後根據業務需求呼叫安全管理層和資料訪問層的相應方法。
  2. 業務邏輯層與安全管理層互動
    業務邏輯層在需要進行密碼相關操作時,如登入驗證、密碼儲存、更新等,呼叫安全管理層的 API。安全管理層負責執行密碼的加密、解密、驗證等操作,並將結果返回給業務邏輯層。例如,在使用者登入時,業務邏輯層將使用者輸入的密碼傳遞給安全管理層,安全管理層使用儲存的金鑰對密碼進行解密並與資料庫中的密碼進行驗證,然後將驗證結果返回給業務邏輯層。
  3. 安全管理層與資料訪問層互動
    安全管理層在密碼儲存和更新時,將加密後的密碼資料傳遞給資料訪問層,資料訪問層負責將資料儲存到資料庫中。在密碼驗證時,資料訪問層從資料庫中獲取加密後的密碼資料,並傳遞給安全管理層進行驗證。
  4. 資料訪問層與資料庫互動
    資料訪問層使用資料庫操作 API 與資料庫進行互動,執行資料的插入、查詢、更新等操作。在儲存密碼時,確保密碼以加密形式儲存在資料庫中,並且在獲取密碼時,將加密資料正確傳遞給安全管理層進行處理。

三、核心功能實現

(一)密碼自動填充功能實現

  1. 介面佈局與屬性設定
    在登入介面和註冊介面(新密碼輸入框)中,使用 ArkUI 的 TextInput 元件,並設定其 type 屬性為 InputType.USER_NAME(使用者名稱輸入框)和 InputType.PASSWORD(密碼輸入框)或 InputType.NEW_PASSWORD(新密碼輸入框),同時確保 enableAutoFill 屬性為 true。例如:
TextInput({ placeholder: '使用者名稱', type: InputType.USER_NAME, enableAutoFill: true })
TextInput({ placeholder: '密碼', type: InputType.PASSWORD, enableAutoFill: true })
TextInput({ placeholder: '新密碼', type: InputType.NEW_PASSWORD, enableAutoFill: true })
  1. 密碼填充邏輯處理
    在頁面載入時,檢查密碼保險箱中是否存在已儲存的賬號密碼。如果存在,則自動填充到相應的輸入框中。同時,監聽輸入框的點選事件,當使用者首次點選輸入框時,觸發密碼自動填充彈窗,使用者選擇填充後,將填充的值更新到輸入框中。例如:
import { passwordVault } from '@ohos.security';

async function checkAndFillCredentials() {
    const savedCredentials = await passwordVault.getSavedCredentials('your_app_package_name');
    if (savedCredentials) {
        // 填充使用者名稱和密碼到輸入框
        this.username = savedCredentials.username;
        this.password = savedCredentials.password;
    }
}

@Entry
@Component
struct LoginPage {
    @State username: string = '';
    @State password: string = '';

    aboutToAppear() {
        checkAndFillCredentials();
    }

    build() {
        Column() {
            Text('登入')
            // 使用者名稱輸入框
            TextInput({ placeholder: '使用者名稱', text: this.username, type: InputType.USER_NAME, enableAutoFill: true, onAutoFill: (event: AutoFillEvent) => {
                    this.username = event.value;
                }})
            // 密碼輸入框
            TextInput({ placeholder: '密碼', text: this.password, type: InputType.PASSWORD, enableAutoFill: true, onAutoFill: (event: AutoFillEvent) => {
                    this.password = event.value;
                }})
        }
    }
}

(二)密碼加密與儲存功能實現

  1. 密碼加密
    在使用者註冊或修改密碼時,使用安全管理層提供的加密演算法對密碼進行加密。例如,使用系統內建的加密函式對密碼進行雜湊處理,確保密碼以密文形式儲存。例如:
import { hash } from '@ohos.security';

async function encryptPassword(password: string): Promise<string> {
    const encryptedPassword = await hash(password, 'SHA-256');
    return encryptedPassword;
}
  1. 密碼儲存
    將加密後的密碼與使用者名稱等相關資訊一起儲存到資料庫中。在儲存過程中,確保資料的完整性和安全性。例如:
async function saveCredentials(username: string, encryptedPassword: string) {
    // 將使用者名稱和加密後的密碼儲存到資料庫中
    // 這裡假設使用了一個名為 userDatabase 的資料庫操作物件
    await userDatabase.insert('users', { username, password: encryptedPassword });
}

(三)密碼更新功能實現

  1. 身份驗證
    在使用者修改密碼時,首先需要驗證使用者的身份。可以透過要求使用者輸入舊密碼,然後與資料庫中儲存的加密後的舊密碼進行比對驗證。例如:
async function verifyOldPassword(username: string, oldPassword: string): Promise<boolean> {
    const storedPassword = await userDatabase.query('users', { username }, 'password');
    const encryptedOldPassword = await hash(oldPassword, 'SHA-256');
    return storedPassword === encryptedOldPassword;
}
  1. 密碼更新操作
    如果身份驗證透過,使用新密碼對密碼進行更新操作。先對新密碼進行加密,然後更新資料庫中的密碼記錄。例如:
async function updatePassword(username: string, newPassword: string) {
    const encryptedNewPassword = await hash(newPassword, 'SHA-256');
    await userDatabase.update('users', { password: encryptedNewPassword }, { username });
}

(四)與其他系統元件整合

  1. 與網路通訊元件整合(登入驗證)
    在使用者登入時,需要將使用者輸入的賬號密碼傳送到伺服器進行驗證。使用鴻蒙 Next 的網路通訊元件(如 http 或 https 模組),將加密後的賬號密碼資料傳送到伺服器端。例如:
import { http } from '@ohos.net';

async function login(username: string, password: string) {
    const encryptedPassword = await encryptPassword(password);
    const request = http.createHttpRequest();
    request.method = 'POST';
    request.url = 'https://your-server-url/login';
    request.headers = { 'Content-Type': 'application/json' };
    request.requestBody = JSON.stringify({ username, password: encryptedPassword });
    try {
        await request.send();
        if (request.responseCode === 200) {
            const responseData = JSON.parse(request.responseData);
            if (responseData.success) {
                // 登入成功
            } else {
                // 登入失敗,提示錯誤資訊
            }
        } else {
            // 網路請求失敗,提示錯誤資訊
        }
    } catch (error) {
        // 網路請求出錯,處理錯誤
    }
}
  1. 與儲存元件整合(儲存密碼相關資料)
    密碼相關資料的儲存需要與儲存元件(如資料庫或本地檔案儲存)進行整合。在儲存密碼、使用者資訊等資料時,確保資料儲存在安全的位置,並進行加密處理。例如,使用資料庫儲存使用者賬號密碼時,按照上述密碼儲存功能實現中的方式,將加密後的資料儲存到資料庫中。

四、使用者體驗最佳化與安全增強

(一)提升密碼操作的便捷性

  1. 簡化登入流程
    除了密碼自動填充功能外,提供記住密碼、自動登入等選項,讓使用者在信任的裝置上可以更快速地登入應用。例如,在登入介面新增一個“記住密碼”核取方塊,當使用者勾選後,下次登入時自動填充密碼並嘗試自動登入(在使用者同意的情況下)。
  2. 提供密碼找回快捷方式
    在登入介面顯著位置提供密碼找回連結或按鈕,當使用者忘記密碼時,可以快速進入密碼找回流程。並且在密碼找回過程中,儘量簡化驗證步驟,如透過傳送簡訊驗證碼到使用者註冊手機,使用者輸入驗證碼後即可重置密碼。
  3. 最佳化密碼修改介面
    在密碼修改介面,清晰顯示密碼強度提示,讓使用者直觀瞭解密碼的安全性。同時,提供密碼可見性切換按鈕,方便使用者在輸入密碼時確認密碼是否正確輸入。

(二)加強安全防護措施

  1. 防止密碼洩露
    除了上述提到的密碼加密儲存和傳輸外,定期清理應用的快取和臨時檔案,防止密碼等敏感資訊被意外儲存在這些檔案中。同時,對應用的日誌進行審查,確保不記錄密碼等敏感資訊。
  2. 防範暴力破解
    在伺服器端設定密碼驗證策略,如限制密碼嘗試次數,當使用者連續多次輸入錯誤密碼時,暫時鎖定賬號一段時間,防止暴力破解攻擊。同時,可以採用驗證碼等方式增加暴力破解的難度,例如在使用者多次登入失敗後,要求使用者輸入驗證碼才能繼續登入。
  3. 安全更新與漏洞修復
    及時關注鴻蒙 Next 系統的安全更新,及時更新應用以修復可能存在的安全漏洞。建立安全漏洞監測機制,定期對應用進行安全掃描,及時發現並修復潛在的安全問題。

五、測試與部署

(一)功能測試

  1. 單元測試
    對密碼管理系統的各個功能模組進行單元測試,如密碼加密、解密、儲存、更新、自動填充等功能。編寫測試用例,驗證每個函式的正確性和穩定性。例如,測試密碼加密函式是否能夠正確地將密碼轉換為密文,測試密碼儲存函式是否能夠將資料正確儲存到資料庫中。
  2. 整合測試
    測試各個模組之間的整合是否正常工作。重點測試表現層、業務邏輯層、安全管理層和資料訪問層之間的互動,確保資料在各層之間的傳遞正確,密碼管理操作能夠順利完成。例如,測試使用者登入流程,從使用者輸入賬號密碼到密碼驗證、獲取使用者資訊等整個過程是否正常工作。
  3. 使用者介面測試
    檢查使用者介面的顯示是否正確,各個輸入框、按鈕等控制元件是否正常工作。測試密碼自動填充彈窗是否正常顯示,密碼強度提示是否準確顯示等。確保使用者在使用密碼管理功能時,介面友好、操作流暢。

(二)安全測試

  1. 漏洞掃描
    使用專業的安全掃描工具對應用進行漏洞掃描,檢查是否存在常見的安全漏洞,如 SQL 注入、跨站指令碼攻擊(XSS)、緩衝區溢位等。及時修復掃描發現的漏洞,確保應用的安全性。
  2. 模擬攻擊測試
    模擬各種攻擊場景,如密碼暴力破解、中間人攻擊、惡意軟體注入等,測試應用的安全防護機制是否有效。例如,嘗試使用暴力破解工具對應用的登入介面進行攻擊,檢查應用是否能夠正確檢測並阻止攻擊。
  3. 許可權測試
    檢查應用在獲取系統許可權時是否合理,是否存在過度獲取許可權的情況。確保密碼管理相關功能在獲取必要許可權的同時,不會對使用者隱私和裝置安全造成威脅。

(三)應用的部署與上線準備

  1. 配置伺服器環境
    根據應用的需求,配置伺服器環境,確保伺服器能夠支援應用的執行。安裝和配置資料庫伺服器、Web 伺服器等相關軟體,確保伺服器的安全性和穩定性。例如,設定伺服器的防火牆規則,限制不必要的網路訪問。
  2. 應用打包與簽名
    將開發完成的應用進行打包,並使用開發者證書進行簽名。簽名後的應用可以在鴻蒙 Next 裝置上安裝和執行,並且保證應用的完整性和真實性。在打包過程中,確保包含所有必要的檔案和依賴項。
  3. 上線前檢查
    在應用上線前,進行最後的檢查,確保應用的功能正常、安全可靠。檢查應用的版本號、應用圖示、應用描述等資訊是否正確。同時,對應用的效能進行測試,確保應用在不同網路環境和裝置條件下能夠正常執行,不會出現卡頓或崩潰等問題。

透過以上綜合案例的介紹,我們展示瞭如何基於鴻蒙 Next 系統打造一個安全便捷的使用者認證系統。從需求分析、架構設計到核心功能實現、使用者體驗最佳化和測試部署,每個環節都需要精心設計和嚴格把控,以確保密碼管理系統的安全性和可靠性,為使用者提供優質的服務體驗。在實際開發過程中,我們可以根據具體應用場景和需求,進一步擴充套件和最佳化密碼管理系統的功能,不斷提升應用的安全性和使用者滿意度。

相關文章