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近端安全互联样例使用指导

样例介绍

本样例基于rk3568开发板，通过封装openharmony安全子系统deviceauth组件提供的能力，实现了一组可用于设备间快速建立可信认证和连接的接口，通过预先定义关系网，在设备初始化阶段完成端端设备间的认证，构建安全的数据传输通道。

场景介绍

本样例可以作为一个SDK集成到设备版本中，供上层业务APP或IOT SDK使用，具体应用场景可参考下图：

场景1：在城市鸿蒙的智慧管廊场景中，可以通过近端安全互联组件进行设备间可信认证与连接，当燃气监测仪监测到燃气泄漏时，及时对现场进行有效处理。例如：场景内甲烷浓度超标，但是风机没有正常启动，容易造成火灾，导致人员伤亡。在集成近端安全互联组件后，近端设备间可以建立安全的连接，当发生燃气泄漏时，可以实现电磁阀自动关闭、风机自动开启，避免管廊内发生火灾。

场景2：在交通鸿蒙的智慧隧道场景中，可以通过近端安全互联组件进行设备间可信认证与连接，当气体检测仪检测到浓度超标时，近端设备可以自动运行，及时处理现场，避免人工处理错过最佳时间，产生二次伤害。例如：隧道内的气体检测仪检测到浓度超标，但是风机未启动，导致有毒有害气体无法排出，造成人员伤亡。在集成近端安全互联组件后，近端设备间可以组建安全的通信网络，当隧道内气体浓度超标时，检测仪可以直接发送指令给风机，通知风机启动，及时将有毒有害气体排出隧道。

基于上述场景，产生了如下需求：近端设备间实现安全的组网和通信，能够自发进行联动。

本样例以rk3568开发板作为载体，实现设备的近端安全互联与通信，可以应用于上述场景，有效解决该场景中存在的问题。

样例实现的功能包括：

  • 同局域网设备间的互联
  • 获取设备预置的PIN码
  • 基于PIN码和deviceauth模块实现设备互信认证
  • 点对点设备间数据安全传输

本样例可以配合IOT SDK一起使用，IOT SDK主要承担设备注册与PIN码管理的功能，使用者也可以根据自身的实际情况选择用业务APP代替。

IOT SDK源码可以从如下地址获取：https://github.com/huaweicloud/huaweicloud-iot-device-sdk-c

约束与限制

特别说明

  • 本样例仅适用于端端设备间需要保持长连接的场景，除非本端业务主动断开与对端设备的连接，样例本身不会自动超时断开。
  • 设备间连接断开后，当再次连接时会重新进行设备认证，因此会获得新的会话密钥。
  • 保持长连接可以保障设备间数据传输的及时性，但也存在一些安全隐患，比如会话密钥不会进行更新，时间太长就存在泄露的风险，如果对该安全风险比较敏感，请勿使用本样例。

硬件说明

通过测试，rk3568开发板在作为服务端时，最多可连接100台客户端，在作为客户端时，最多可连接100台服务端。

本样例仅选取两块rk3568开发板进行介绍与演示，其中一块作为服务端，一块作为客户端。

环境准备

硬件准备

安装windows 10及以上操作系统的PC主机

两台rk3568开发板

构建环境

首先需要在PC主机上安装Ubuntu操作系统，以提供基础的编译环境，安装方法可参考：https://developer.huawei.com/consumer/cn/training/course/video/C101639987816176315

然后完成Ubuntu基础环境的配置，可参考：https://developer.huawei.com/consumer/cn/training/course/video/C101639988048536240

在Ubuntu系统中下载源码前请先执行如下指令安装所需的工具：

sudo apt-get update && sudo apt-get install binutils git git-lfs gnupg flex bison gperf build-essential zip curl zlib1g-dev gcc-multilib g++-multilib libc6-dev-i386 lib32ncurses5-dev x11proto-core-dev libx11-dev lib32z1-dev ccache libgl1-mesa-dev libxml2-utils xsltproc unzip m4 bc gnutls-bin python3.8 python3-pip ruby genext2fs liblz4-tool libssl-dev libtinfo-dev libtinfo5 openjdk-17-jre-headless libc6 libstdc++6 default-jdk u-boot-tools mtools mtd-utils scons gcc-arm-linux-gnueabi

该样例适配的源码版本为：Openharmony-3.1-Release，请确保下载代码时分支选择正确。

源码获取方式可参考开源社区文档 http://www.openharmony.cn/download ，选择第一种获取方式，并使用以下命令替换文档中的下载命令：

repo init -u https://gitee.com/openharmony/manifest.git -b refs/tags/OpenHarmony-v3.1-Release --no-repo-verify
repo sync -c
repo forall -c 'git lfs pull'

编译验证

下载源码后，需要先编译rk3568版本通过，以确保编译环境正常可用。

切换到源码根目录，执行如下命令，安装编译器及二进制工具：

bash build/prebuilts\_download.sh

接着执行如下命令进行版本编译：

./build.sh --product-name rk3568 --ccache

编译完成后，日志中显示如下，则表示编译成功：

\=====build rk3568 successful.

编译生成的镜像文件在 out/rk3568/packages/phone/images/ 目录下。

集成样例

样例源码介绍

样例源码存放在00_src目录下，各个目录中的文件功能如下表：
目录功能说明dconnectcaseone基于openharmony安全子系统deviceauth组件开发的分布式安全通信样例，可用于多个设备间基于预先定义的关系网完成可信认证与连接，构建安全的数据传输通道test用于验证样例功能可用的业务程序示例代码，使用者可以参考该代码定制自己的业务程序figures用于存放readme文件中的图片资源

修改社区源码

基于rk3568设备集成编译该样例时，需要按照如下步骤修改源码（+表示增加行，-表示删除行）：

  • 修改base/security/deviceauth/common_lib/impl/src/clib_types.c文件内容:
 void *ClibMalloc(uint32_t size, char val)
 {
-    if (size == 0 || size > CLIB_MAX_MALLOC_SIZE) {
+    if (size == 0) {
         return NULL;
     }
     void* addr = malloc(size);
  • 修改base/security/deviceauth/common_lib/interfaces/clib_types.h文件内容:
 #define NULL 0
 #endif
 
-#define CLIB_MAX_MALLOC_SIZE 4096 /* 4K */
-
 #ifdef __cplusplus
 extern "C" {
 #endif
  • 修改build/prebuilts_download.sh文件内容:
-node_js_ver=v12.18.4
+node_js_ver='v12.18.4'
 node_js_name=node-${node_js_ver}-${host_platform}-x64
 node_js_pkg=${node_js_name}.tar.gz
  • 修改third_party/jsframework/package.json文件内容:
     "sinon": "^9.2.2",
     "ts-node": "^9.0.0",
     "tslib": "^2.0.3",
-    "typescript": "^4.1.2"
+    "typescript": "4.1.3"
   }
 }

接着按照如下流程将样例集成到rk3568产品版本中：

  • 在社区源码的vendor目录下新建目录kits，并将00_src目录下的所有文件放到kits目录下。
  • 修改build/subsystem_config.json文件，增加如下内容，新增一个subsystem：
"kits": {
  "path": "vendor/kits",
  "name": "kits"
},
  • 修改productdefine/common/products/rk3568.json文件，在parts中新增kits中的两个部件：
"type": "standard",
  "product_build_path": "device/hihope/build",
  "parts":{
      "kits:dconnectcaseone":{},
      "kits:test":{},
      "ace:ace_engine_standard":{},

编译镜像

切换到源码根目录，执行如下命令，进行编译构建：

./build.sh --product-name rk3568 --ccache

编译成功后，在 /out/rk3568 目录中通过如下指令检查是否包含本样例：

find ./out/rk3568 -name "libdconnectcaseone.z.so"

通过如下指令检查是否包含测试用业务程序：

find ./out/rk3568/kits -name "demo"

如果找不到样例对应的so文件，请检查00_src目录下的文件是否全部放到了kits目录下（请注意：ohos.build文件也是必需的）。

烧录镜像

环境准备

从 out/rk3568/packages/phone/images/ 目录下复制编译成功的rk3568镜像文件到PC的windows环境中。

然后按照如下流程配置PC的HDC环境：

  • 切换到Ubuntu环境中的源码根目录，执行如下命令，编译ohos-sdk包：
    ./build.sh --product-name ohos-sdk --ccache
  • 编译完成后，从out/sdk/ohos-sdk/windows/ 目录下将toolchains目录整个复制出来，放到D盘根目录下。
  • 将toolchains目录中的hdc_std.exe文件重命名为hdc.exe，方便后续使用，如下图所示：

  • 在环境变量-系统变量-Path中新建一项，值设置为D:\toolchains，之后可以在cmd窗口中直接使用HDC指令：

烧录指导

请参考如下链接进行烧录：

https://gitee.com/hihope_iot/docs/blob/master/HiHope_DAYU200/docs/%E7%83%A7%E5%BD%95%E6%8C%87%E5%AF%BC%E6%96%87%E6%A1%A3.md

烧录验证

烧录完成后，开发板正常启动进入桌面（若未正常启动，需检查烧录是否失败）。

保持USB线仍为连接状态，在PC上开启一个cmd窗口，执行 hdc list targets，可以看到对应设备的序列号，如下图：

接着按下图所示指令执行，可以看到输出libdconnectcaseone.z.so的详细信息，则表示烧录成功：

另外，业务程序对应的可执行文件可通过如下方式找到：

使用说明

开发板烧录镜像完成后，可以通过HDC指令进入设备的shell界面，切换到/system/bin目录下，通过ls -l demo指令可以看到可执行文件demo，就是我们的测试用业务程序。

将两台设备连接网络，通过ifconfig指令查看设备的IP地址，按照下图所示的操作将其中一台设备初始化为服务端，另一台初始化为客户端，在执行客户端初始化时两端设备会自动进行绑定和认证，可以新开一个shell窗口查看认证过程中的日志。

服务端初始化（上边为初始化操作指令，下边为样例打印的日志）：

客户端初始化（上边为初始化操作指令，下边为样例打印的日志）：

可信认证（左侧为服务端，右侧为客户端，认证会在初始化客户端时自动触发）：

收发数据（左侧为服务端，右侧为客户端）：

接口列表

本样例将枚举及宏定义、回调函数、对外接口的定义内容放置于下面的头文件中：

dconnectcaseone/interface/include/dconncaseone_interface.h

回调函数

接口名描述typedef void (*SendDataCallback)(const char *device, uint32_t result)数据发送回调函数typedef void (*ReceiveDataCallback)(const char *deviceId, const char *receiveData, uint32_t datelen)数据接收回调函数typedef bool (*IsValidIP)(const char *ip)校验当前连接服务端的客户端IP地址是否合法typedef bool (*IsValidDeviceID)(const char *deviceID)校验当前连接服务端的客户端的设备ID是否合法typedef char *( *GetAuthKey)(const char *targetDeviceID)获取对应设备的PIN码typedef char *( *GetDeviceID)()获取本设备ID

样例接口

接口名描述DCONN_API_PUBLIC uint32_t InitDConnCaseOne(uint32_t type, const char *ipAry, char *errorIp);初始化样例。初始化类型：INIT_SERVICE/INIT_CLIENTipAry：IP地址字符串初始化服务端时仅可传入一个 IP 地址初始化客户端时可传入多个，以半角逗号分隔DCONN_API_PUBLIC void RegisterCallback(const CallbackParam *callback);注册回调函数DCONN_API_PUBLIC uint32_t DConnSendData(const char *targetDeviceId, const char *data, uint32_t dataLen);发送数据DCONN_API_PUBLIC void UnRegisterCallback();取消注册回调函数DCONN_API_PUBLIC void CloseDConnCaseOne();关闭样例DCONN_API_PUBLIC const char *GetDConnVersion();获取样例版本号
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  4. 应用安全管理
  5. 应用隐私保护
  6. 三方应用调用管控机制
  7. 资源分类与访问
  8. 学习ArkTS语言
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  1. Ability开发
  2. UI开发
  3. 公共事件与通知
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  5. 媒体
  6. 安全
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  8. 电话服务
  9. 数据管理
  10. 后台任务(Background Task)管理
  11. 设备管理
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  13. DFX
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标签： 安全 Openharmony 鸿蒙开发
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