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。
（一）引言
在當今數字化時代，關鍵資產的安全性對於應用來說猶如生命線般重要。無論是使用者的個人隱私資訊，如賬號密碼、銀行卡號，還是企業的核心資料，一旦遭受洩露或破壞，都可能引發嚴重的後果，包括使用者財產損失、企業聲譽受損以及法律風險等。HarmonyOS Next深刻認識到這一重要性，將安全作為核心設計理念之一，致力於為關鍵資產提供全方位、多層次的安全保障機制，確保使用者資料在各種場景下的安全性和完整性。
（二）加密演算法與金鑰管理
- AES256 - GCM加密演算法應用
- AES256 - GCM演算法在HarmonyOS Next的關鍵資產儲存中發揮著關鍵作用。AES（Advanced Encryption Standard）作為一種廣泛認可的對稱加密演算法，其256位的金鑰長度提供了極高的加密強度。在儲存關鍵資產時，如使用者密碼，系統會使用該演算法將明文密碼轉換為密文形式。例如，當使用者在應用中設定新密碼時，密碼首先會被輸入到加密模組，經過AES256 - GCM演算法的處理，生成一串看似毫無規律的密文。這一密文將被儲存在安全的儲存區域，即使攻擊者獲取了儲存介質，也難以直接破解密碼內容。
- GCM（Galois/Counter Mode）模式則為加密過程增添了資料完整性和認證性的保障。它透過在加密資料的同時生成訊息認證碼（MAC），確保資料在儲存和傳輸過程中未被篡改。例如，在密碼驗證過程中，系統不僅會解密儲存的密文密碼，還會驗證其附帶的MAC值。如果MAC值不匹配，說明資料可能已被篡改，系統將拒絕驗證請求，有效防止了中間人攻擊等安全威脅。 - 金鑰生成、儲存和使用方式
- 金鑰的生成是一個複雜且安全的過程。HarmonyOS Next系統利用硬體支援的隨機數生成器來生成高強度的金鑰。這些隨機數具有極高的隨機性和不可預測性，確保了金鑰的安全性。生成的金鑰會被安全地儲存在可信執行環境（TEE）中，TEE是一個獨立於作業系統主環境的安全區域，具有硬體隔離和軟體保護機制，能夠有效防止金鑰被非法獲取。
- 在使用金鑰時，系統會嚴格遵循安全原則。只有經過授權的操作才能訪問金鑰，並且金鑰在記憶體中的使用也是短暫的，使用完畢後會立即被清除，減少了金鑰暴露的風險。例如，當應用需要驗證使用者密碼時，系統會從TEE中獲取相應的金鑰，在記憶體中進行解密操作，一旦驗證完成，金鑰會立即從記憶體中刪除，確保金鑰不會在記憶體中長時間留存而被攻擊者竊取。
（三）訪問控制策略詳解
- 基於屬主的訪問控制
- 基於屬主的訪問控制是HarmonyOS Next安全體系的基石。每個關鍵資產都與特定的屬主相關聯，屬主即為寫入該資產的業務或應用。這種機制確保了只有合法的屬主才能訪問其所屬的關鍵資產。例如，在一個包含多個第三方應用的裝置上，每個應用儲存的關鍵資產（如使用者登入憑證）只能由該應用本身訪問，其他應用無法突破這一限制獲取他人的關鍵資產。這有效防止了不同應用之間的資料交叉洩露，保護了使用者在各個應用中的隱私和資料安全。
- 從實際場景來看，假設使用者在手機上同時安裝了銀行應用和社交應用。銀行應用儲存的使用者賬戶密碼等關鍵資產，即使社交應用被惡意攻擊，攻擊者也無法利用社交應用獲取銀行應用中的關鍵資產，因為它們屬於不同的屬主，訪問許可權嚴格受限。 - 基於鎖屏狀態的訪問控制
- 開機後可訪問：這種訪問控制等級適用於一些對實時性要求較高，但安全性需求相對較低的應用場景。例如，某些新聞資訊類應用，使用者希望在開機後無需解鎖裝置即可快速獲取最新資訊。應用可以將相關的關鍵資產（如使用者的瀏覽偏好設定等）設定為開機後可訪問，以提升使用者體驗。然而，對於涉及敏感資訊的應用，如金融類應用，一般不會採用這種訪問控制等級，因為裝置開機後可能處於未受保護狀態，容易被他人非法訪問關鍵資產。
- 首次解鎖後可訪問：這是一種較為平衡的訪問控制策略，廣泛應用於大多數普通應用。例如，社交應用中的聊天記錄、聯絡人資訊等關鍵資產，在使用者首次解鎖裝置後即可訪問。這樣既保證了裝置在未解鎖時關鍵資產的安全性，又能在使用者正常使用裝置後方便地提供服務。對於使用者來說，解鎖裝置是一個自然的操作過程，首次解鎖後可訪問的設定既提高了便利性，又滿足了一定的安全需求。
- 解鎖時可訪問：對於安全性要求極高的應用，如網上銀行、移動支付應用等，解鎖時可訪問是理想的選擇。以網上銀行為例，使用者的賬戶餘額、交易明細、轉賬匯款功能等關鍵資產只有在裝置處於解鎖狀態且使用者透過了身份驗證（如密碼、指紋、人臉等）後才能訪問。即使裝置丟失或被盜，只要未解鎖，攻擊者也無法獲取這些關鍵資產，最大程度地保障了使用者的資金安全和隱私。 - 基於鎖屏密碼設定狀態的訪問控制
- 該訪問控制策略預設處於關閉狀態，開發者可根據應用的具體需求決定是否啟用。當啟用此策略時，關鍵資產的訪問與裝置的鎖屏密碼設定緊密相關。例如，在一個儲存使用者個人文件和照片的應用中，開發者可以選擇開啟基於鎖屏密碼設定狀態的訪問控制。這樣，只有當使用者為裝置設定了鎖屏密碼，表明裝置具有一定的安全性基礎後，應用中的關鍵資產才被允許訪問。如果裝置未設定鎖屏密碼，應用將拒絕訪問關鍵資產，防止他人在裝置未受保護的情況下輕易獲取使用者的個人資料。 - 基於使用者認證的訪問控制
- 此訪問控制策略預設關閉，開發者可根據應用的敏感程度和安全需求開啟。一旦開啟，使用者在訪問關鍵資產之前需要透過身份認證，認證方式包括指紋、人臉、PIN碼等。例如，在企業內部使用的機密檔案管理應用中，員工需要訪問公司的重要檔案（關鍵資產）時，必須先透過指紋或PIN碼認證。並且，開發者可以設定認證有效期，如設定為5分鐘。在這5分鐘內，員工進行多次檔案訪問操作時無需重複認證，提高了工作效率。但一旦超過認證有效期，再次訪問關鍵資產時則需要重新進行認證，確保了即使裝置在一定時間內無人值守，關鍵資產的安全性也不會受到威脅。
（四）資料完整性保護
- 確保資料完整性的方法
- 在關鍵資產儲存和傳輸過程中，HarmonyOS Next採用了多種技術手段來確保資料的完整性。除了上述提到的AES256 - GCM演算法中的訊息認證碼（MAC）用於驗證資料完整性外，雜湊演算法也起到了重要作用。雜湊演算法將關鍵資產資料轉換為固定長度的雜湊值，這個雜湊值具有唯一性和不可逆性。例如，在儲存使用者的配置檔案（關鍵資產）時，系統會計算檔案內容的雜湊值，並將其與檔案一起儲存。在後續讀取檔案時，再次計算檔案的雜湊值，並與儲存的雜湊值進行比對。如果兩者一致，說明檔案在儲存過程中未被篡改；如果不一致，則表明資料可能已被破壞或篡改，系統將採取相應的措施，如拒絕使用該資料或提示使用者資料可能存在風險。 - 雜湊演算法的應用例項
- 以軟體更新包（關鍵資產）為例，在下載更新包時，系統會計算下載過程中更新包的雜湊值，並與官方釋出的雜湊值進行比對。如果雜湊值匹配，說明下載的更新包完整且未被篡改，可以安全地進行安裝。如果雜湊值不匹配，可能是下載過程中出現了錯誤或更新包被惡意篡改，系統將阻止安裝操作，防止惡意軟體透過篡改更新包入侵裝置，保障了裝置和使用者資料的安全。
（五）安全審計與監控
- 審計和監控機制介紹
- HarmonyOS Next系統內建了強大的安全審計與監控機制，對關鍵資產的操作進行全面記錄和實時監控。每一次關鍵資產的建立、讀取、更新和刪除操作都會被詳細記錄在系統日誌中，這些日誌包含了操作的時間、操作型別、操作來源（如應用的標識）以及操作涉及的關鍵資產資訊等。例如，當使用者在應用中修改密碼（關鍵資產更新操作）時，系統會記錄下修改的時間、應用名稱以及新密碼的雜湊值（為了保護密碼安全，不會記錄明文密碼）等資訊。
- 同時，系統會實時監控關鍵資產的操作情況，透過分析操作模式和行為特徵，及時發現異常行為。例如，如果在短時間內同一個應用對關鍵資產進行了大量異常的讀取操作，系統會將其視為可疑行為，並觸發相應的安全警報。 - 日誌記錄和分析保障安全的方式
- 系統管理員或安全人員可以定期審查這些日誌，透過分析操作記錄來追蹤潛在的安全問題。例如，如果發現某個應用在使用者未進行任何操作的情況下頻繁訪問關鍵資產，這可能表明該應用存在安全漏洞或被惡意利用，管理員可以及時採取措施，如暫停該應用的執行、更新應用或通知開發者進行修復。此外，在發生安全事件後，日誌記錄可以作為重要的證據，幫助分析事件的發生過程和原因，以便採取有效的應對措施，防止類似事件再次發生。
（六）總結與安全最佳實踐
- 安全保障機制要點總結
- HarmonyOS Next關鍵資產儲存安全保障機制涵蓋了加密演算法與金鑰管理、多種訪問控制策略、資料完整性保護以及安全審計與監控等多個方面。AES256 - GCM加密演算法確保了關鍵資產的機密性，金鑰的安全管理保證了加密過程的可靠性。基於屬主、鎖屏狀態、鎖屏密碼和使用者認證的訪問控制策略從不同角度限制了關鍵資產的訪問許可權，提高了安全性。資料完整性保護措施透過雜湊演算法等技術手段防止關鍵資產在儲存和傳輸過程中被篡改。安全審計與監控機制則為及時發現和處理安全問題提供了有力支援。 - 安全最佳實踐建議
- 對於我們開發者來說，在應用開發過程中應充分利用HarmonyOS Next提供的安全保障機制。首先，根據應用的性質和使用者資料的敏感程度，合理選擇和配置訪問控制策略。例如，對於涉及使用者財務資訊的應用，應啟用嚴格的訪問控制，如解鎖時可訪問和基於使用者認證的訪問控制，並設定較短的認證有效期。其次，在處理關鍵資產時，始終確保加密演算法的正確使用，及時更新金鑰，避免使用弱密碼或不安全的加密方式。再者，要重視安全審計與監控功能，定期檢查系統日誌，及時發現和處理異常行為。同時，我們還應關注HarmonyOS Next系統的安全更新，及時適配新的安全特性和修復可能存在的安全漏洞，以持續提升應用的安全性。對於使用者而言，應養成良好的裝置使用習慣，如設定複雜的鎖屏密碼、定期更新密碼、不隨意下載未知來源的應用等，共同維護關鍵資產的安全。