HarmonyOS Next中密碼類資料保護場景解析

SameX發表於2024-11-09
密碼

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。

在當今數字化時代，密碼類資料的保護對於應用的安全性和使用者體驗至關重要。無論是登入賬號、進行金融交易還是訪問敏感資訊，密碼都起著關鍵的作用。HarmonyOS Next作為一款先進的作業系統，其提供的Asset Store Kit為密碼類資料的安全儲存和管理提供了強大的解決方案。

（一）引言

  1. 密碼類資料保護的重要性
    - 在移動應用領域，密碼類資料是使用者身份驗證的核心憑證。一旦密碼洩露，使用者的賬號安全將受到嚴重威脅，可能導致個人資訊被竊取、財產遭受損失等嚴重後果。例如，在金融類應用中，如果使用者的登入密碼被洩露，駭客可能會非法訪問使用者的賬戶，進行轉賬、消費等操作。因此，確保密碼類資料的安全性是應用開發者必須首要考慮的問題。
  2. Asset Store Kit的關鍵作用
    - HarmonyOS Next的Asset Store Kit提供了專門針對關鍵資產（包括密碼類資料）的儲存和管理功能。它透過一系列的安全機制和介面，幫助開發者輕鬆實現密碼類資料的安全儲存，有效降低了資料洩露的風險。例如，它可以確保密碼在儲存過程中被加密，只有授權的使用者或應用才能訪問和解密密碼。

（二）“記住密碼”功能實現

  1. 常見場景描述
    - 當使用者在應用或瀏覽器中登入賬號時，常常會看到“記住密碼”的選項。例如，在社交媒體應用中，使用者每天可能需要多次登入檢視訊息和更新動態。如果每次登入都需要手動輸入密碼，會給使用者帶來不便。而選擇“記住密碼”後，下次登入時，應用可以自動填充密碼，使用者只需點選“登入”按鈕即可快速進入賬號，大大提升了使用者體驗。
  2. ASSET儲存密碼的原理
    - 應用利用ASSET儲存密碼時，首先會將密碼轉換為密文形式。ASSET使用AES256 - GCM加密演算法對密碼進行加密，這種演算法具有高強度的加密特性，能夠有效防止密碼被破解。例如，以下是一個簡單的程式碼示例展示如何使用ASSET儲存密碼（假設使用ArkTS語言）：
import { asset } from '@kit.AssetStoreKit';
import { util } from '@kit.ArkTS';
import { BusinessError } from '@kit.BasicServicesKit';
function stringToArray(str: string): Uint8Array {
    let textEncoder = new util.TextEncoder();
    return textEncoder.encodeInto(str);
}
// 假設密碼為"myPassword"，別名設定為"loginPassword"
let attr: asset.AssetMap = new Map();
attr.set(asset.Tag.SECRET, stringToArray('myPassword'));
attr.set(asset.Tag.ALIAS, stringToArray('loginPassword'));
try {
    asset.add(attr).then(() => {
        console.info('Password stored successfully.');
    }).catch((err: BusinessError) => {
        console.error('Failed to store password. Code is ${err.code}, message is ${err.message}');
    });
} catch (error) {
    let err = error as BusinessError;
    console.error('Failed to store password. Code is ${err.code}, message is ${err.message}');
}

（三）安全提升措施

  1. ASSET的安全保障機制
    - ASSET的安全保障機制主要體現在多個方面。首先，它基於底層的通用金鑰庫系統進行密碼的加解密操作，這些操作都在安全環境（如可信執行環境）中完成，即使系統遭受攻擊，也能有效保護密碼不被洩露。其次，ASSET對密碼的訪問控制非常嚴格，採用了基於屬主、鎖屏狀態、鎖屏密碼設定狀態和使用者認證等多種訪問控制方式。例如，基於屬主的訪問控制確保只有寫入密碼的應用（即屬主）才能訪問密碼，防止其他應用非法獲取密碼資料。
  2. 與傳統儲存方式對比
    - 傳統的密碼儲存方式往往存在諸多安全隱患。一些應用可能只是簡單地將密碼以明文或弱加密的形式儲存在本地檔案或資料庫中，這使得密碼容易被駭客竊取。而HarmonyOS Next的Asset Store Kit採用了先進的加密演算法和嚴格的訪問控制策略，大大提高了密碼類資料的安全性。例如，在傳統儲存方式下，如果裝置被入侵，駭客可以直接獲取到儲存的密碼明文；而在HarmonyOS Next中，即使裝置被攻破，駭客也無法輕易獲取到密碼，因為密碼是以密文形式儲存，並且需要透過多種認證和授權機制才能訪問。

（四）相關技術原理

  1. AES256 - GCM加密演算法
    - AES256 - GCM是一種高階加密標準演算法，它使用256位的金鑰對密碼進行加密，提供了極高的加密強度。GCM（Galois/Counter Mode）模式則在加密的同時還能保證資料的完整性和認證性。在密碼儲存過程中，ASSET使用該演算法將密碼轉換為密文，確保密碼在儲存和傳輸過程中的安全性。例如，當使用者設定密碼時，應用會將密碼透過AES256 - GCM演算法加密後儲存在ASSET中，只有在合法的訪問請求下，才會使用相應的金鑰將密文解密為明文密碼進行驗證。
  2. 訪問控制原理
    - 基於屬主的訪問控制：所有關鍵資產（包括密碼）都受屬主訪問控制保護。每個關鍵資產都有其屬主，只有屬主應用可以訪問該資產。例如，一個銀行應用儲存使用者密碼，只有該銀行應用可以訪問和管理這些密碼，其他應用無法獲取。
    - 基於鎖屏狀態的訪問控制：分為開機後可訪問、首次解鎖後可訪問和解鎖時可訪問三種等級。開發者可以根據應用的安全需求設定不同的等級。例如，對於一些不太敏感的應用，可能設定為開機後可訪問，方便使用者快速使用；而對於金融類應用，通常設定為解鎖時可訪問，確保只有在裝置處於解鎖狀態下才能訪問密碼，進一步提高安全性。
    - 基於鎖屏密碼設定狀態的訪問控制：預設不開啟，開發者可以選擇開啟。開啟後，只有在使用者設定了鎖屏密碼的情況下，關鍵資產（密碼）才被允許訪問。這為密碼類資料提供了額外的安全保障，防止裝置未設定鎖屏密碼時密碼被輕易獲取。
    - 基於使用者認證的訪問控制：預設不開啟，開發者可根據需求決定是否開啟。一旦開啟，使用者需要透過身份認證（如指紋、人臉、PIN碼等）後才能訪問密碼。並且開發者可以設定認證有效期，例如設定為5分鐘，在這5分鐘內，使用者進行多次密碼相關操作無需重複認證，提高了使用者體驗的同時也保障了安全性。

（五）示例程式碼展示

  1. 以下是一個更完整的示例程式碼，展示瞭如何使用Asset Store Kit進行密碼的儲存、查詢和刪除操作（ArkTS語言）：
import { asset } from '@kit.AssetStoreKit';
import { util } from '@kit.ArkTS';
import { BusinessError } from '@kit.BasicServicesKit';
function stringToArray(str: string): Uint8Array {
    let textEncoder = new util.TextEncoder();
    return textEncoder.encodeInto(str);
}
function arrayToString(arr: Uint8Array): string {
    let textDecoder = util.TextDecoder.create("utf-8", { ignoreBOM: true });
    let str = textDecoder.decodeWithStream(arr, { stream: false });
    return str;
}
// 儲存密碼
async function storePassword(password: string, alias: string) {
    let attr: asset.AssetMap = new Map();
    attr.set(asset.Tag.SECRET, stringToArray(password));
    attr.set(asset.Tag.ALIAS, stringToArray(alias));
    try {
        await asset.add(attr);
        console.info('Password stored successfully.');
    } catch (error) {
        let err = error as BusinessError;
        console.error('Failed to store password. Code is ${err.code}, message is ${err.message}');
    }
}
// 查詢密碼
async function queryPassword(alias: string) {
    let query: asset.AssetMap = new Map();
    query.set(asset.Tag.ALIAS, stringToArray(alias));
    try {
        let res: Array<asset.AssetMap> = await asset.query(query);
        if (res.length > 0) {
            let secret: Uint8Array = res[0].get(asset.Tag.SECRET) as Uint8Array;
            let password = arrayToString(secret);
            console.info('Password retrieved successfully: ', password);
        } else {
            console.info('Password not found.');
        }
    } catch (error) {
        let err = error as BusinessError;
        console.error('Failed to query password. Code is ${err.code}, message is ${err.message}');
    }
}
// 刪除密碼
async function deletePassword(alias: string) {
    let query: asset.AssetMap = new Map();
    query.set(asset.Tag.ALIAS, stringToArray(alias));
    try {
        await asset.remove(query);
        console.info('Password deleted successfully.');
    } catch (error) {
        let err = error as BusinessError;
        console.error('Failed to delete password. Code is ${err.code}, message is ${err.message}');
    }
}
// 示例用法
storePassword('myNewPassword', 'newLoginPassword');
queryPassword('newLoginPassword');
deletePassword('newLoginPassword');

（六）總結與展望

  1. 關鍵知識點總結
    - 在“記住密碼”場景下，我們瞭解到HarmonyOS Next的Asset Store Kit透過強大的加密演算法（如AES256 - GCM）和嚴格的訪問控制機制（基於屬主、鎖屏狀態、鎖屏密碼設定狀態和使用者認證），為密碼類資料提供了全方位的安全保障。開發者可以透過簡單的介面呼叫實現密碼的儲存、查詢和刪除等操作，並且需要注意關鍵資產別名的唯一性等約束條件。
  2. 未來發展展望
    - 隨著技術的不斷髮展，HarmonyOS Next在密碼類資料保護方面可能會進一步加強。例如，可能會引入更先進的加密演算法和更智慧的訪問控制策略。同時，隨著物聯網裝置的普及，HarmonyOS Next可能會更好地適應不同裝置型別和使用場景下的密碼類資料保護需求，為使用者提供更加安全、便捷的應用體驗。我們期待HarmonyOS Next在未來能夠在密碼類資料保護領域持續創新，引領行業發展潮流。

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