HarmonyOS 鸿蒙Next安全架构是怎样的？

HarmonyOS 鸿蒙Next安全架构是怎样的？ 怎么理解HarmonyOS安全模型？

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HarmonyOS（OpenHarmony）的安全架构是一个从硬件到应用层的全方位、多层次防护体系，涵盖硬件安全、系统安全、数据安全、设备互联安全和应用安全等多个维度。其核心安全机制和架构如下：

一、整体安全架构概述

OpenHarmony的安全架构遵循“纵深防御”原则，从底层硬件到上层应用逐层构建安全防护，确保系统、数据和用户隐私的安全。主要安全机制包括：

  • 硬件安全：可信启动、硬件隔离可信环境、硬件密钥引擎。
  • 系统安全：进程隔离、自主访问控制、强制访问控制（SELinux）。
  • 数据安全：密钥管理服务（HUKS）、数据加密存储。
  • 设备互联安全：设备间信任绑定、安全通信通道。
  • 应用安全：应用签名管控、应用权限控制、应用沙箱。

二、各层安全机制详解

1. 硬件安全

  • 启动可信根：
    • 采用PKI（公钥基础设施）体系，逐级校验软件签名，形成安全启动链。
    • 启动可信根为固化在ROM中的代码，确保自身不可篡改。
    • 公钥存储在eFuse/OTP等硬件介质中，防止被修改。
  • 硬件隔离可信环境：
    • 基于ARM TrustZone或RISC-V独立安全核等技术，构建“可信世界”与“不可信世界”的隔离环境。
    • 运行轻量级安全操作系统（如iTrustee lite），提供密钥管理、身份认证、安全存储等核心安全服务。
    • 设备唯一根密钥（HUK）存储在安全环境中，生命周期内不离开。
  • 硬件密钥引擎：
    • 提供硬件加速的加解密、证书验签、哈希计算等功能，支持AES/RSA等主流算法。
    • 相比软件实现，硬件引擎更高效、更安全，可抵抗侧信道攻击。

2. 系统安全

  • 进程隔离：
    • 通过MMU虚拟地址映射，实现用户态进程间的内存隔离。
    • 内核态进程共享同一VMM空间，但通过权限控制保障安全。
  • 强制访问控制（SELinux）：
    • 基于安全增强式Linux（SELinux），对文件、参数、系统服务（SA）、硬件驱动框架（HDF）等资源实施强制访问控制。
    • 通过安全上下文（user:role:type:sensitivity:category）标识主体（进程）和客体（资源），在内核层拦截未授权访问。
    • 支持Multi-Category Security（MCS）模式，实现更细粒度的分类访问控制。
  • 权限管理框架：
    • 提供应用权限的校验、授予、撤销及授权变化监听接口。
    • 支持静态权限（安装时授权）和动态权限（运行时用户确认）。
    • 提供隐私增强特性，如相机使用提醒、一键开关麦克风/相机等。

3. 数据安全

  • 通用密钥库服务（HUKS）：
    • 提供系统级密钥全生命周期管理（生成、存储、使用、销毁）。
    • 密钥存储在安全区域，明文密钥不出安全环境。
    • 支持国密算法（SM2/SM3/SM4）及国际标准算法（AES/RSA等）。
  • 数据分级保护：
    • 通过setSecurityLabel/getSecurityLabel接口为文件设置安全等级（如S1-S5）。
    • 根据设备安全等级（SL1-SL5）控制数据跨设备流转，高敏感数据不允许流向低安全等级设备。
  • 加密存储：
    • 支持E类加密数据库，在锁屏状态下保护敏感数据，解锁后自动迁移恢复。

4. 设备互联安全

  • 设备安全等级管理（DSLM）：
    • 将设备安全能力划分为5个等级（SL1~SL5），高等级默认包含低等级能力。
    • 提供接口查询本机及对端设备的安全等级，作为数据流转决策依据。
  • 设备间信任绑定：
    • 基于PKI体系，在IoT主控设备与IoT设备间建立可信关系。
    • 通信时基于STS协议完成双向身份认证和会话密钥协商，加密传输通道。
  • 数据传输管控：
    • 根据数据风险等级和设备安全等级映射策略，拦截不安全的数据流转。

5. 应用安全

  • 应用签名管控：
    • 应用安装包必须经过签名校验，确保来源合法且未被篡改。
    • 开发阶段使用开发证书自签名，设备端预置公钥证书进行验签。
    • 商用版本需替换开源社区预置的测试证书。
  • 应用权限控制：
    • 应用需在配置文件中声明所需权限（静态/动态）。
    • 动态权限（如获取位置、相机）需运行时用户授权。
    • 通过应用沙箱实现应用间数据隔离。
  • 安全访问机制：
    • 系统Picker：用户通过系统独立进程选择资源（如图片），应用无需获得完整权限即可访问选定资源。
    • 安全控件：应用集成系统提供的UI控件（如粘贴控件），用户点击后获得临时授权，避免频繁弹窗。

三、安全子系统架构

安全子系统提供以下核心模块能力：

模块 功能说明
应用验签 校验应用安装包的完整性和开发者合法性
应用权限管理 管理应用对系统资源和能力的访问权限
IPC通信鉴权 对系统服务跨进程接口调用进行权限校验
设备安全等级管理（DSLM） 管理设备安全等级，支持跨设备数据流转决策
通用密钥库（HUKS） 提供密钥全生命周期管理及密码学运算服务
SELinux 对系统资源实施强制访问控制

四、安全设计规范与测试

  • 安全设计规范：
    • 所有管理接口需具备认证机制并默认启用。
    • 关闭不必要的通信端口，减少攻击面。
    • 认证处理必须在服务端进行，不可在客户端实现。
  • 安全测试要求：
    • 代码安全检视、漏洞扫描、Fuzz测试、编译选项检查等10项测试内容。
    • 版本发布前需完成所有安全测试并关闭问题。

总结

HarmonyOS（OpenHarmony）的安全架构是一个覆盖硬件、系统、数据、设备互联和应用的全栈安全体系，通过可信启动、硬件隔离、强制访问控制、密钥管理、设备信任绑定、应用签名与权限控制等核心机制，构建了从芯片到应用层的纵深防御能力，确保系统和用户数据的安全性与隐私保护。

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HarmonyOS的安全架构采用多层次、端到端的设计理念，从硬件到应用层构建完整的防护体系。其核心目标是实现数据保护、系统防护、隐私保障三大安全目标

HarmonyOS安全能力全景图如下：

HarmonyOS安全能力全景图

系统安全：

系统安全基于硬件构建安全可信根。多种技术从底层构建HarmonyOS系统安全底座。这些技术包括访问控制、漏洞防利用、系统完整性保护和网络安全保护。

应用安全生态：

HarmonyOS系统在系统安全底座之上，提供多种安全保护能力。这些能力覆盖应用资产保护的各种场景。HarmonyOS应用可以使用这些能力，保护应用全生命周期内的资产。

HarmonyOS应用：

HarmonyOS应用是自身应用资产的责任方。应用需要按需使用HarmonyOS系统提供的安全能力，并按照推荐的资产保护设计进行保护。

参考地址

https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/best-practices/bpta-app-asset-protection-design

HarmonyOS隐私安全是通过鸿蒙内核独有的安全隔离，使用户层和软件层面相互隔离，仅允许软件层面访问可以访问的内容（由用户层面进行授权）如图库、联系人、文件等

HarmonyOS的安全模型是一个多层次、全场景、软硬协同的防护体系，其核心理念是确保“正确的人，通过正确的设备，正确地使用数据”。

这是套数据吗，

HarmonyOS Next采用分布式安全架构，核心为多设备协同可信互联。其安全机制包括：1. 硬件级可信执行环境（TEE）确保敏感数据隔离；2. 微内核架构实现权限最小化，内核服务相互隔离；3. 应用沙箱与数字证书签名机制保障应用来源可信；4. 设备间通过端到端加密通信建立可信连接。系统通过统一安全框架实现跨设备安全策略协同管理。

HarmonyOS Next的安全架构是其核心设计之一，旨在构建一个全场景、端到端的可信安全环境。其安全模型可以概括为以下几个关键层面：

  1. 内核级安全与可信执行环境：系统内核进行了深度强化，并基于微内核架构，实现了更高的隔离性。同时，硬件级的安全可信执行环境为敏感数据（如生物特征、支付密钥）的处理和存储提供了隔离的硬件安全区域，确保关键操作不受主系统干扰。

  2. 分布式安全：针对跨设备协同场景，HarmonyOS Next建立了设备间的双向认证与可信关系链。设备在连接和通信前需相互验证身份，并通过安全通道传输数据，确保只有可信设备才能接入并参与协作。

  3. 数据全生命周期安全：从数据生成、存储、传输到销毁，系统提供了贯穿始终的加密保护。例如，应用数据默认按沙箱隔离，跨设备访问需经用户授权，且支持文件级、字段级的精细化数据加密与访问控制。

  4. 隐私保护框架：系统对应用获取用户数据（如位置、通讯录）实行严格的权限最小化管理。引入了隐私标签、模糊位置等机制，并允许用户更透明地查看和控制应用的数据访问行为。

  5. 应用生态安全：通过纯净模式、应用签名校验、恶意行为检测等多重机制，确保应用来源可信、行为可控。应用权限的申请和使用受到系统严格管控。

简单来说，HarmonyOS Next的安全模型是从芯片、内核、系统、应用到生态的立体化防御体系，核心思想是通过硬件隔离、身份可信、权限最小化和数据加密，在开放便捷的全场景体验中，构建设备、数据和隐私的深层安全保障。

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