面向OpenHarmony终端的密码安全关键威廉希尔官方网站

本文转载自 OpenHarmony TSC 官方​[​《峰会回顾第17期 | 面向OpenHarmony终端的密码安全关键威廉希尔官方网站 》​]​

演讲嘉宾 | 何道敬

回顾整理 | 廖 涛

排版校对 | 李萍萍

嘉宾简介

何道敬，教授、博导。现任哈尔滨工业大学计算学部教授、哈尔滨工业大学（深圳）计算机学院副院长、哈尔滨工业大学（深圳）计算与智能研究院常务副院长。担任广东省普通高校密码应用创新工程威廉希尔官方网站 研究中心主任。

内容来源

第一届开放原子开源基金会OpenHarmony威廉希尔官方网站 峰会——安全及机密计算分论坛
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正 文 内 容

终端设备的密码安全通过哪些关键威廉希尔官方网站 保障，在OpenHarmony上有哪些方面可以改进和提升呢？哈尔滨工业大学计算学部教授、哈尔滨工业大学（深圳）计算机学院副院长何道敬在第一届OpenHarmony威廉希尔官方网站 峰会上，分享了当前团队在终端密码安全关键威廉希尔官方网站 上的研究进展。

01►OpenHarmony生态所面临的机遇与挑战

OpenHarmony面向万物智联新生态，旨在打造万物智联核心威廉希尔官方网站 、定义万物智联标准、引领万物智联时代发展，服务于基建、养老、矿山、交通、制造、政务、金融以及教育等行业，覆盖监控摄像头、车辆与人脸识别、门禁、手机、手表、手环、门禁等海量移动终端。

万物智联新生态

1.1►►机遇

在物联网操作系统蓬勃发展的时期，PC、手机及其他IoT设备的数量呈指数级增长。随着智能物联需求的快速提升，物联网操作系统的落地空间广阔。物联网设备的数量的增长带来对物联网操作系统的需求，广阔市场+可控竞争为OpenHarmony生态带来了发展机遇。

万物互联场景的发展，产生了诸多操作系统方面的诉求，OpenHarmony作为数字基础设施根威廉希尔官方网站 的操作系统，能够面向全场景、全连接、全智能时代、基于开源的方式，搭建一个智能终端设备操作系统的框架和平台，促进万物互联产业的繁荣发展。

秉承开源开放的精神，在多方共建下，OpenHarmony生态在各行业领域加速推进，不仅应用于消费端的智能家居行业，还进一步扩展到教育、金融、交通、政务、工业等领域，第三方伙伴基于OpenHarmony发布了多款特定行业的商业发行版，一大批商用终端设备纷纷落地。

物联网安全架构体系

1.2►►挑战

在抓住时代发展潜在机遇的同时，OpenHarmony生态的发展需要面对哪些挑战？

其一，数据保护和安全挑战。在万物智联时代，数据保护变得非常困难。由于绝大部分的数据都通过互联网传输，导致存在数据泄露风险。同时并非所有传输或接收数据的设备都是安全的，一旦数据泄露，黑客就可以将设备的隐私数据进行出售，导致安全事故。

其二，恶意数据勒索。物联网的快速发展使网络攻击变得防不胜防，系统被黑客入侵时，黑客将加密系统，不允许消费者访问任何信息，甚至会要求消费者支付大笔赎金来恢复个人数据。

其三，预测和预防攻击。安全性的挑战是对连接设备安全性的长期挑战。现代云服务利用威胁情报来预测安全问题，但由于在物联网中连接的设备需要即时处理数据，调整类似威廉希尔官方网站 是很复杂的。

02►面向OpenHarmony生态的密码安全关键威廉希尔官方网站

2.1►►密码算法库

作为一种基础组件库，密码库十分重要，在各类场景中扮演着不可或缺的角色。主流密码算法库的结构一般分为三层：第一层是支撑层，如ASN.1编码、PEM格式、X509证书、大数运算、随机数产生器等，这一层的功能支撑密码算法或是协议的实现；第二层为密码算法层，密码算法层包括各类算法；第三层为协议层，这一层是建立在密码算法上完成各项更具体任务，如SSL、TLS等。

主流密码算法库架构

要实现基于OpenHarmony系统的密码算法库，需要使其能够支持OpenHarmony的HUKS框架，且出于兼容性考虑尽量要与现有OpenSLL、TASSL以及GmSSL等主流密码算法库共存。此外，在实现现有密码库内容的基础上，OpenHarmony系统的密码算法库还要在多维度进行提升，使其在算法种类、算法性能、硬件兼容性、空间占用等维度有明显领先性。

由于OpenHarmony面向全场景移动终端设备，各终端设备的硬件资源不同，如音箱、小家电、智能穿戴、小传感器等资源受限，需要轻量化的密码实现。目前，何道敬教授所在团队正在进行国产化轻量级密码运算库研究：通过以安全性、运行效率为指标选择表现优越的轻量级密码，设计通信协议，保证设备之间的安全通信，提供具备领先威廉希尔官方网站 优势的算法实现。该算法库从OpenHarmony本身的特点出发，针对系统特性、现实场景进行优化，应用于物联网设备的各种场景。

国产化轻量级密码运算库

03►OpenHarmony生态的人工智能安全

保障OpenHarmony生态的安全可信有两大核心，一方面是系统自身的安全，另一方面是当OpenHarmony生态系统处于网络时，要考虑网络安全威胁。

OpenHarmony生态安全

人工智能（AI）是OpenHarmony生态的新型核心威廉希尔官方网站 ，在很多OpenHarmony生态的解决方案（如华为的智能海关和智能危险品检测）中，都把AI威廉希尔官方网站 作为核心威廉希尔官方网站 。在应用人工智能威廉希尔官方网站 的同时，一方面要保障基于人工智能系统的OpenHarmony终端应用不受到人工智能系统本身脆弱性的影响；另一方面，OpenHarmony终端应用的安全要求高，需要保证OpenHarmony终端应用在联网的过程中不受传统网络威胁影响。

人工智能模型在OpenHarmony终端中大量运用，而自身的黑盒特性使其安全与测试问题引起了国际社会的广泛关注，探索人工智能模型的安全与测试问题将为OpenHarmony生态的安全运营保驾护航。目前，何道敬教授所在团队集中故障注入攻击、模型测试以及网络安全方面的研究，部分成果如下：

● 针对人工智能模型的故障注入攻击，在国际上率先提出“神经元级冗余”与“系统级冗余”的方案，有机的结合神经网络自身的冗余和额外的冗余，实现保护效果与开销的权衡，为安全关键的人工智能系统提供了保护方案；

● 针对人工智能模型的测试问题，在测试标记成本有限的情况下，建立了人工智能模型高效测试样本选择框架与测试缺陷修复框架，大幅提升了测试效率，为人工智能模型的落地提供了指导；

● 针对域名检测问题，提出基于图神经网络的恶意域名检测方案，提升检测效率；

● 针对恶意流量检测问题，聚焦于更加有挑战性的加密流量。面对恶意流量检测中恶意样本有限的问题，提出基于自监督威廉希尔官方网站 的高效检测方案，并能快速从网络环境中迭代模型，适用新型攻击。

人工智能安全研究

04►面向国产化智能终端的自主可控系统密码安全关键威廉希尔官方网站

在系统密码安全关键威廉希尔官方网站 研究方面，何道敬教授所在团队提出一系列创新的密码安全威廉希尔官方网站 方案，涵盖云、管、端的安全需求，与国内外的安全威廉希尔官方网站 相比有较大提升，其具体工作有：

● 终端体系层面：体系化梳理全国产智能终端的密码安全需求与防护框架，创新地在国产化智能终端中构建整体密码安全防护能力；整体国产化的密码设计与实现，较国外的实现更能适配国产软硬件体系；且密码组件、固件安全等研究内容，更适合全国产智能终端的威廉希尔官方网站 路线；

● 终端安全威廉希尔官方网站 层面：创新地研发国产系统的软件密码运算组件，并实现优化，创新地从终端密码功能、随机数发生器、敏感安全参数三个最重要的密码安全层面，提出完整的解决思路与方案；创新地在智能终端中实现了软件随机数生成；构建软硬件双机制的敏感参数保护机制与威廉希尔官方网站 ，同时在性能上也进行了代码实现的优化与提升；提出全国产智能OpenHarmony终端的安全输入与固件安全解决方案，将密码威廉希尔官方网站 创新的应用于终端的人脸、指纹、触摸键盘等输入和鉴别过程；安全输入威廉希尔官方网站 更聚焦于底层的安全机制实现，对比国内外现有终端产品，实现固件层面的更高安全性；

● 终端、云端数据安全使用层面：全面向智能OpenHarmony终端的云管端的安全联邦学习威廉希尔官方网站 ；通过混合联邦学习提升任务的性能和大幅提高联邦学习的扩展性；非交互式隐私保护多方机器学习方法，使训练者在加密数据上训练机器学习模型，而无需在线交互，实现更少的通信开销；多维度的数据提升模型效果，更精准地完成数据分析，优化用户点击转化效果；构建基于隐私计算的风控体系；

● 终端、云端安全协同层面：基于云端或分布式管理的终端云端重要数据一致性机制与威廉希尔官方网站 ，在分布式软总线威廉希尔官方网站 中引入密码威廉希尔官方网站 与机制，实现分布数据和指令安全；将国产密码、联邦学习、国产智能终端体系、云端/终端协同安全进行融合创新；相较与常规认证，加入了终端与云端、终端之间的数据一致性、数据交互安全，是面向未来智能终端的协同安全威廉希尔官方网站 。

面向国产化智能OH终端的自主可控信息系统密码安全关键威廉希尔官方网站 总体架构图

05►总结

先进自主的安全威廉希尔官方网站 ，是智能OpenHarmony终端体系国产化的必备组成，是科技国产化的共性需求，是智能OpenHarmony终端产业再提升、再发展的重要支撑。在国内外创新提出整体密码安全防护威廉希尔官方网站 与理念，将密码安全、联邦学习应用于终端-云端协同，实现当前国产体系密码威廉希尔官方网站 合规应用、首创并优化非交互联邦学习、解决云-端整体安全威廉希尔官方网站 难题，具备创新性、可行性。

欢迎大家加入到密码安全关键威廉希尔官方网站 的研究当中，共同参与OpenHarmony开源生态贡献，加强OpenHarmony系统安全。