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鸿蒙NEXT安全单元访问开发指南：构建可信应用的安全基石

news 2025/9/30 7:52:30

在数字化时代，数据安全已成为应用开发的生死线，鸿蒙NEXT的安全单元为开发者提供了坚固的防护盾牌。

在当今数字化时代，用户隐私和数据安全备受关注。鸿蒙NEXT系统凭借其创新的安全访问机制，为用户提供了更安全、便捷的操作体验。

作为开发者，如何利用鸿蒙NEXT的安全单元构建可信应用已成为必备技能。本文将深入探讨鸿蒙NEXT安全单元的访问开发，带你掌握构建安全应用的关键技术。

鸿蒙NEXT安全访问机制概述

鸿蒙NEXT的安全访问机制旨在改变传统应用获取用户数据的方式，从粗放式管理转变为精细化控制，确保用户隐私得到充分保护。

系统通过引入系统 Picker 和安全控件等机制，让用户能够更加精准地掌控应用对敏感数据的访问权限，实现按需授权，使数据与应用之间的交互处于受控状态。

这就好比为用户数据设置了一道道智能关卡，只有在用户明确授权的情况下，应用才能获取相应的数据资源。

安全单元（Secure Element）基础

什么是安全单元？

安全单元是一种独立的硬件或软件组件，它提供了一个安全的执行环境，用于存储和处理敏感数据，如加密密钥、用户凭证、支付信息等。

在HarmonyOS Next中，安全单元与NFC技术紧密结合，为NFC应用提供了更高层次的安全性。例如：

在移动支付场景中，安全单元可以安全地存储银行卡信息，当进行NFC支付时，通过安全单元进行身份验证和数据加密，确保支付过程的安全可靠。
在门禁系统中，安全单元可以存储用户的门禁权限信息，只有经过身份认证的用户才能通过NFC设备开启门禁。

鸿蒙系统的安全设计基础

HarmonyOS Next的安全设计基于以下几点：

基于最小的可信计算基础(TCB)：硬件主密钥，加解密引擎
关键安全组件基于TEE可信运行环境：
基于强安全模块传递信任链：从TCB到TEE，再到OS Kernel和User Process，逐级扩展安全边界
基于PKI基础设施保护关键模块的完整性保护

安全单元访问开发实践

开发环境准备

在开始安全单元开发前，需要确保：

开发工具：安装最新版本的DevEco Studio
权限配置：在module.json5文件中配置必要的权限
设备兼容性检查：确认设备支持安全单元功能

安全单元服务连接

以下是建立安全单元服务连接的基本代码框架：

javascript

import { omapi } from '@kit.ConnectivityKit';
import { BusinessError } from '@kit.BasicServicesKit';
import { hilog } from '@kit.PerformanceAnalysisKit';
import { AbilityConstant, UIAbility, Want } from '@kit.AbilityKit';let seService: omapi.SEService;
let seReaders: omapi.Reader[];
let seSession: omapi.Session;
let seChannel: omapi.Channel;
let aidArray: number[] = [0xA0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x03, 0x10, 0x10];
let p2: number = 0x00;export default class EntryAbility extends UIAbility {onCreate(want: Want, launchParam: AbilityConstant.LaunchParam) {hilog.info(0x0000, 'testTag', '%{public}s', 'Ability onCreate');// 判断设备是否支持安全单元能力if (!canIUse("SystemCapability.Communication.SecureElement")) {hilog.error(0x0000, 'testTag', 'secure element unavailable.');return;}// 获取安全单元服务try {seService = omapi.newSEService("serviceState", (state) => {hilog.info(0x0000, 'testTag', 'se service state ='+ JSON.stringify(state));});} catch (error) {hilog.error(0x0000, 'testTag', 'newSEService error'+ JSON.stringify(error));}// 检查服务连接状态if (seService == undefined ||!seService.isConnected()) {hilog.error(0x0000, 'testTag', 'secure element service disconnected.');return;}// 获取读取器try {seReaders = seService.getReaders();} catch (error) {hilog.error(0x0000, 'testTag', 'getReaders error'+ JSON.stringify(error));}if (seReaders == undefined || seReaders.length == 0) {hilog.error(0x0000, 'testTag', 'no valid reader found.');return;}// 获取会话try {let reader = seReaders[0];seSession = reader.openSession();} catch (error) {hilog.error(0x0000, 'testTag', 'openSession error'+ JSON.stringify(error));}if (seSession == undefined) {hilog.error(0x0000, 'testTag', 'seSession invalid.');return;}// 建立通道try {seSession.openLogicalChannel(aidArray, p2, (error, data) => {if (error) {hilog.error(0x0000, 'testTag', 'openLogicalChannel error'+ JSON.stringify(error));} else {seChannel = data;// 安全单元就绪，可以进行加密操作}});} catch (exception) {hilog.error(0x0000, 'testTag', 'openLogicalChannel exception'+ JSON.stringify(exception));}}
}

数据加密操作

安全单元提供了强大的加密功能，确保数据在存储和传输过程中的保密性。以下是数据加密的示例代码：

javascript

// 假设要加密的数据为一个字节数组
let dataToEncrypt = new Uint8Array([1, 2, 3, 4]);// 调用安全单元的加密接口
seChannel.encrypt(dataToEncrypt).then((encryptedData) => {hilog.info(0x0000, 'testTag', 'Encrypted data:'+ JSON.stringify(encryptedData));
}).catch((error: BusinessError) => {hilog.error(0x0000, 'testTag', 'Encryption error:'+ JSON.stringify(error));
});

身份认证实现

安全单元可以用于实现严格的身份认证机制，确保只有合法的用户或设备能够访问敏感数据。以下是身份认证的示例代码：

javascript

// 假设从NFC读卡器获取到的认证数据
let authenticationData = new Uint8Array([5, 6, 7, 8]);// 使用安全单元进行身份认证
seChannel.authenticate(authenticationData).then((authResult) => {if (authResult.isAuthenticated) {// 身份认证成功，执行后续操作hilog.info(0x0000, 'testTag', 'Authentication successful');} else {// 身份认证失败hilog.error(0x0000, 'testTag', 'Authentication failed');}
}).catch((error: BusinessError) => {hilog.error(0x0000, 'testTag', 'Authentication error:'+ JSON.stringify(error));
});

系统Picker与安全控件

除了安全单元，鸿蒙NEXT还提供了系统Picker和安全控件，为应用提供了更加安全、便捷的资源访问方式。

系统Picker：权限隔离的智能助手

系统Picker是鸿蒙NEXT提供的一种系统级组件，由独立进程实现，其功能类似于一个智能的资源选择器。

它允许应用在不直接获取相关权限的情况下，通过用户交互的方式选择特定的资源，如文件、照片、联系人等。

文件选择示例(FilePicker)

javascript

import { filePicker } from '@kit.SomeFilePickerKit';async function openUserFile() {try {const fileUri = await filePicker.showOpenDialog({filters: [{name: 'Documents',extensions: ['txt', 'pdf', 'docx']}]});if (fileUri) {// 用户选择了文件，应用可以根据fileUri进行后续操作console.log('用户选择的文件路径：', fileUri);}} catch (error) {console.error('打开文件选择器失败：', error);}
}

照片选择示例(PhotoViewPicker)

javascript

import { photoViewPicker } from '@kit.SomePhotoPickerKit';async function selectUserPhoto() {try {const photoUri = await photoViewPicker.showPhotoPicker();if (photoUri) {// 用户选择了照片，应用可以根据photoUri进行显示、编辑或分享等操作console.log('用户选择的照片路径：', photoUri);}} catch (error) {console.error('打开照片选择器失败：', error);}
}

安全控件：临时授权的得力助手

安全控件是鸿蒙NEXT提供的一组特殊的ArkUI组件，它们以一种直观、便捷的方式融入应用界面，实现用户点击即许可的授权模式。

目前，鸿蒙NEXT提供了三种主要的安全控件：

粘贴控件(PasteButton)：无弹窗读取剪贴板数据
保存控件(SaveButton)：临时获取存储权限保存文件到媒体库
位置控件(LocationButton)：点击获取临时精准定位授权

保存控件使用示例

javascript

import { photoAccessHelper } from '@kit.MediaLibraryKit';
import { fileIo } from '@kit.CoreFileKit';
import { common } from '@kit.AbilityKit';
import { promptAction } from '@kit.ArkUI';
import { BusinessError } from '@kit.BasicServicesKit';// 保存照片到媒体库的函数
async function savePhotoToGallery(context: common.UIAbilityContext) {let helper = photoAccessHelper.getPhotoAccessHelper(context);try {// 创建图片文件let uri = await helper.createPhotoAsset();// 写入图片数据let file = await fileIo.open(uri, fileIo.OpenMode.READ_WRITE | fileIo.OpenMode.CREATE);// 假设获取到了图片数据let imageData = getImageData(); await fileIo.write(file.fd, imageData);await fileIo.close(file.fd);promptAction.showToast({ message: '保存成功' });} catch (error) {console.error('保存照片失败：', error);promptAction.showToast({ message: '保存失败' });}
}// 在UI中使用SaveButton
build() {Column() {SaveButton({onClick: () => {savePhotoToGallery(this.context);}}).width(100).height(40).backgroundColor(Color.Blue).foregroundColor(Color.White)}
}

内核安全增强策略

HarmonyOS Next的内核安全犹如一座精心设计的要塞，其基本原理围绕着多个关键层面构建。

内存安全管理

HarmonyOS Next的内存安全管理机制如同一位严谨的管家，精心打理着内存这片"存储空间"。

在内存分配方面，它采用了安全的分配算法，确保每个进程或线程获取到的内存空间都是独立且安全的。

以下是一个安全内存操作的示例：

javascript

import memory from '@ohos.memory';// 安全的内存分配
async function allocateMemory(): Promise<void> {try {const size: number = 1024; // 分配1024字节的内存const memoryOptions: memory.AllocatorOptions = {type: memory.MemoryType.HEAP,flags: memory.MemoryFlag.PROT_READ | memory.MemoryFlag.PROT_WRITE};const allocatedMemory: Uint8Array = await memory.allocator.allocate(size, memoryOptions);// 在这里可以对分配的内存进行操作console.log('Memory allocated successfully.');} catch (err) {console.error('Error allocating memory:', err);}
}// 安全的内存释放
async function freeMemory(): Promise<void> {try {const memoryAddress: number = 0x12345678; // 假设这是要释放的内存地址await memory.allocator.free(memoryAddress);console.log('Memory freed successfully.');} catch (err) {console.error('Error freeing memory:', err);}
}