鸿蒙Next安全之应用加密：保障应用代码安全

本文旨在深入探讨华为鸿蒙HarmonyOS Next系统（截止目前 API12）在开发多语言电商平台方面的技术细节，基于实际开发实践进行总结。主要作为技术分享与交流载体，难免错漏，欢迎各位同仁提出宝贵意见和问题，以便共同进步。本文为原创内容，任何形式的转载必须注明出处及原作者。

在数字化浪潮中，移动应用的安全性愈发受到重视。鸿蒙 Next 系统凭借其强大的应用加密功能，为开发者提供了全方位的代码安全保护。今天，我们将深入探讨鸿蒙 Next 的应用加密机制，包括其能力简介、加密影响、加密效果以及使用步骤，帮助开发者更好地理解和应用这一重要特性。

一、能力简介

（一）端到端加密机制

鸿蒙 Next 的应用加密提供了端到端的安全保障，从开发者上传应用包到应用在用户设备上的运行，每一个环节都进行了加密处理。开发者向应用市场提交上架申请时，可选择对应用包进行加密。一旦选择加密，应用市场在审核通过后会对上架应用执行代码加密操作。此时，应用在设备上安装时，安装文件落盘后依然处于加密状态，有效防止了应用程序被非法获取和篡改。当应用程序启动时，通过内核加载的应用文件是加密状态，这些文件会在内核中按需解密执行，解密后的明文仅存在于内存中，不会存储到设备，从而形成了一个完整的端到端加密方案。这种加密方式确保了即使应用安装包在传输或存储过程中被窃取，攻击者也无法获取到应用的源代码，大大提高了应用的安全性。

（二）系统级应用加密的优点

1. 应用端到端加密，按需解密执行
   系统级的端到端加密保证了应用在整个生命周期中的安全性。应用在启动过程中，只有在内核执行到相关代码时才进行解密操作，减少了明文代码暴露的风险。例如，一个金融类应用在运行过程中，涉及用户资金交易的代码只有在实际执行交易操作时才会被解密，其他时间均以密文形式存储，有效防止了攻击者在应用未运行关键代码时获取敏感信息。
2. 系统级的解密优化，性能影响小
   相较于传统的加壳等加固方式，鸿蒙 Next 的系统级应用加密对性能的影响更小。这是因为系统在设计时充分考虑了加密和解密过程对性能的影响，并进行了优化。在实际应用中，经过加密的应用在启动速度和运行效率方面与未加密应用相比，差异不大，不会给用户带来明显的卡顿感，保证了用户体验的流畅性。
3. 解密密钥安全存储
   解密密钥经过安全传输后存储在系统 TEE（可信执行环境）环境中，TEE 提供了一个独立于普通操作系统的安全执行环境，具有更高的安全性。即使设备被攻破，攻击者也很难获取到存储在 TEE 中的解密密钥，进一步保障了应用代码的安全性。

二、加密影响

（一）对性能的影响

加密后的应用在程序启动和运行过程中可能会小幅度增加性能开销。这主要是由于在应用启动时需要进行解密操作，以及在运行过程中可能涉及到的数据加密和解密处理。然而，通过系统的优化，这种性能开销被控制在较小范围内，通常不会对用户体验造成明显影响。例如，在一些性能测试中，加密后的应用启动时间可能会增加几十毫秒，但在用户可接受的范围内。而且，随着硬件性能的不断提升，这种性能影响将逐渐变得微不足道。

（二）对体积的影响

加密后的应用相比于不加密的应用体积更大，这是因为加密过程会增加额外的加密数据和相关信息。较大的应用体积可能会导致下载和安装时间稍有增加。不过，在现代网络环境下，网络速度不断提高，这种增加的时间通常也不会给用户带来过多困扰。同时，开发者可以在应用开发过程中合理优化应用资源，尽量减少不必要的文件和数据，以降低加密对体积的影响。

三、加密效果

（一）加密对象及安全性

加密对象主要为应用内编译后的代码文件，覆盖.abc 文件（除文件头外全部进行加密）。这种加密方式使得加密前的代码文件可被反编译，而加密后的代码文件无法被分析，有效保障了应用代码防逆向分析、防破解。例如，攻击者试图对加密后的应用进行反编译时，由于代码文件已被加密，他们将无法获取到有意义的源代码信息，从而无法进行恶意篡改或窃取应用逻辑。目前，.so 文件默认不进行加密，但后续可能会根据开发者需求支持按照配置进行加密，进一步增强应用的整体安全性。

（二）加密密钥安全性

由于应用加密使用的密钥完全不会在应用包中出现，即使加密后的应用应用包被获取，攻击者仅能获取到代码的密文，仍然相当于要破解 AES 密码算法才能进行逆向分析。AES 是一种广泛应用且安全性较高的加密算法，其破解难度极大，这为应用代码提供了坚实的安全保障。

四、使用步骤

（一）开发阶段

在开发阶段，开发者无需进行额外的加密操作，专注于应用功能的开发即可。此时，应用代码以明文形式进行编写和调试，方便开发者进行开发工作。

（二）上架阶段

1. 选取待发布的软件包并上传
   开发者完成应用开发后，选取待发布的软件包并上传到应用市场。在上传过程中，可选择设置分发的软件包是否加密。
2. 选择加密选项
   如果开发者选择加密，应用市场在审核通过后会对应用进行加密处理。这一过程对开发者透明，开发者只需关注加密选项的选择，确保应用在分发前得到有效的安全保护。

（三）分发阶段

应用将被应用市场加密分发，确保应用安装包在传输过程中以密文形式存在，防止安装包被获取后逆向分析。应用市场在分发加密后的应用时，会采用安全的传输协议，保障应用包的完整性和保密性。

（四）安装阶段

1. 密钥协商与存储
   应用在设备上安装时，解密密钥经端云安全协商后在 TEE 环境内安全存储。这一过程确保了密钥的安全性，为后续应用运行时的解密操作提供了关键支持。
2. 安装文件加密存储
   安装文件落盘后保持加密状态，防止设备本地存储的应用文件被非法访问和篡改。

（五）运行阶段

内核加载应用时，按需解密。只有在应用执行到特定代码时，内核才会对相应的加密代码进行解密操作，保证了应用在运行过程中的安全性和性能平衡。例如，当应用启动并进入登录界面时，与登录相关的代码会被解密执行，而其他未使用的代码部分仍保持加密状态。

鸿蒙 Next 的应用加密功能为应用代码安全提供了全面而强大的保护。尽管在性能和体积方面存在一定影响，但通过系统优化和合理的开发策略，这些影响可以得到有效控制。我们需要充分利用这一特性，为用户提供更加安全可靠的应用。希望本文能够帮助各位深入理解鸿蒙 Next 应用加密机制，在应用开发过程中更好地保障应用安全。