HarmonyOS ：应用沙箱在项目开发中的范例使用场景

祗疼妳一个 · 7 天前

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在鸿蒙（HarmonyOS）的微内核架构和安全沙箱机制中，Core File Kit 和 EL1/EL2 权限层级 是保障文件操纵安全的焦点技能。以下是它们在项目开发中的范例使用场景、技能实现及代码示例：
1. Core File Kit 的焦点作用

Core File Kit 是鸿蒙提供的底层文件操纵框架，支持安全、高效的沙箱内/外文件读写，主要功能包罗：

沙箱内私有文件管理：无需权限，直接操纵应用私有目次。
跨沙箱/公共文件访问：通过权限和 URI 授权机制访问外部数据。
分布式文件同步：跨设备文件传输的加密与权限管控。

2. EL1 与 EL2 的权限层级

在鸿蒙的安全架构中，EL（Execution Level） 代表不同的执行权限层级：

EL1（用户态）：普通应用运行层级，受沙箱严格限制，默认无系统级权限。
EL2（内核态/系统服务层）：系统服务和高权限组件运行层级，可访问底层资源。

文件操纵权限对比

权限能力EL1（应用层）EL2（系统层）沙箱内文件读写✅ 直接访问✅ 直接访问公共目次读写⚠️ 需动态申请权限✅ 默认允许跨应用文件访问⚠️ 需 URI 授权✅ 直接访问（受计谋限制）系统关键文件操纵❌ 克制✅ 允许（如 /system 目次） 3. 用户隐私数据存储

功能场景

需求：存储用户敏感数据（如聊天记载、本地暗码、生物辨认信息）。
焦点技能：
- 沙箱私有目次：确保数据隔离。
- 加密存储：防止设备破解后数据泄露。
- EL1权限控制：仅应用自身可访问。

代码实现

import crypto from '@ohos.security.crypto';
import fs from '@ohos.file.fs';
// 加密敏感数据并存储到沙箱
const privateDir = globalThis.context.filesDir;
const key = new Uint8Array([0x01, 0x02, 0x03]); // 实际应使用安全密钥
async function saveSecureData(data: string) {
// 加密数据
const cipher = crypto.createAesCipher('AES256|ECB|PKCS7');
const encrypted = await cipher.doFinal({ data: new TextEncoder().encode(data) });
// 写入沙箱
const filePath = `${privateDir}/secure.dat`;
fs.writeSync(fs.openSync(filePath, fs.OpenMode.CREATE | fs.OpenMode.READ_WRITE), encrypted.data);
}
// 读取并解密
async function loadSecureData() {
const filePath = `${privateDir}/secure.dat`;
const encryptedData = fs.readSync(fs.openSync(filePath, fs.OpenMode.READ_ONLY));
const decipher = crypto.createAesCipher('AES256|ECB|PKCS7');
const decrypted = await decipher.doFinal({ data: encryptedData });
return new TextDecoder().decode(decrypted.data);
}

复制代码

留意事项

密钥管理：使用鸿蒙密钥库（@ohos.security.huks）存储加密密钥，避免硬编码。
文件路径：克制使用绝对路径跨沙箱访问。

4. 多媒体文件处理（相册/下载管理）

功能场景

需求：开发相册应用或文件管理器，需读写公共目次（如 DCIM、Download）。
焦点技能：
- 动态权限申请：READ_MEDIA/WRITE_MEDIA 权限。
- URI安全访问：通过 @ohos.file.picker 安全获取文件句柄。

代码实现

import picker from '@ohos.file.picker';
import abilityAccessCtrl from '@ohos.abilityAccessCtrl';
async function selectImage() {
// 1. 申请权限
const permissions = ['ohos.permission.READ_MEDIA'];
const result = await abilityAccessCtrl.requestPermissionsFromUser(globalThis.context, permissions);
if (result.authResults[0] !== 0) return;
// 2. 使用文件选择器
const photoPicker = new picker.PhotoViewPicker();
const selected = await photoPicker.select();
const uri = selected.photoUris[0];
// 3. 拷贝到沙箱临时目录
const tempPath = `${globalThis.context.cacheDir}/temp.jpg`;
const file = await fs.open(uri, fs.OpenMode.READ_ONLY);
const content = await fs.read(file.fd);
await fs.writeFile(tempPath, content);
fs.close(file);
}

复制代码

最佳实践

用户拒绝权限时，提供引导界面解释权限用途。
大文件处理使用流式读写，避免内存溢出。

5. 跨应用数据分享（如外交应用分享图片）

功能场景

需求：用户将应用内天生的图片分享到微信、邮件品级三方应用。
焦点技能：
- URI权限授予：通过 Intent 转达临时访问令牌。
- 沙箱外临时文件：使用 temp 目次避免污染私有空间。

代码实现

import wantConstant from '@ohos.app.ability.wantConstant';
import fs from '@ohos.file.fs';
async function shareImage() {
// 1. 生成临时文件（沙箱内）
const tempFile = `${globalThis.context.cacheDir}/share_temp.jpg`;
fs.writeFileSync(tempFile, imageData);
// 2. 构建 Intent
const want = {
action: wantConstant.Action.SEND_DATA,
uri: `file://${tempFile}`,
type: 'image/jpeg',
flags: wantConstant.Flags.FLAG_AUTH_READ_URI_PERMISSION // 授予临时读取权限
};
// 3. 启动分享
await globalThis.context.startAbility(want);
}

复制代码

安全要点

临时文件在分享后立即删除：
1. fs.unlink(tempFile); // 分享完成后清理
复制代码
使用 FLAG_AUTH_READ_URI_PERMISSION 限制第三方应用仅可读本次分享的文件。

6. 系统工具开发（如垃圾清算、Root工具）

功能场景

需求：开发系统级工具，需要扫描/清算其他应用缓存或系统日志。
焦点技能：
- EL2特权权限：声明系统级权限如 ohos.permission.CLEAN_BACKGROUND_PROCESSES。
- 跨沙箱访问：通过系统API获取特权文件访问权。

代码实现

// 系统应用代码（需特权签名）
import systemAbility from '@ohos.system.systemAbility';
// 获取系统服务
const saManager = systemAbility.createSystemAbilityManager();
const cleanService = saManager.getSystemAbility('clean_service');
// 清理其他应用缓存（需EL2权限）
async function cleanOtherAppCache(packageName: string) {
const otherAppCachePath = `/data/app/${packageName}/cache`;
const files = fs.listDirSync(otherAppCachePath);
files.forEach(file => {
fs.unlink(`${otherAppCachePath}/${file}`);
});
}

复制代码

权限声明

// module.json5
{
"module": {
"requestPermissions": [
{
"name": "ohos.permission.CLEAN_BACKGROUND_PROCESSES",
"reason": "系统清理功能需要访问应用缓存",
"usedScene": {
"abilities": ["MainAbility"],
"when": "inuse"
}
}
]
}
}

复制代码

留意事项

仅限预置系统应用使用，克制第三方应用声明高危权限。
需通过华为官方署名验证。

7. 多设备文件同步（分布式场景）

功能场景

需求：实现手机、平板、智慧屏间的笔记同步。
焦点技能：
- 分布式文件系统：@ohos.file.distributedFile。
- 设备认证：确保传输目的为可信设备。
- 端到端加密：防止中心人攻击。

代码实现

import distributedFile from '@ohos.file.distributedFile';
import deviceManager from '@ohos.distributedDeviceManager';
async function syncFileToDevice() {
// 1. 获取可信设备列表
const devices = await deviceManager.getTrustedDeviceListSync();
const targetDevice = devices[0].deviceId;
// 2. 创建加密传输通道
const session = await distributedFile.createFileSession(targetDevice, {
encrypt: true,
algorithm: 'AES-GCM'
});
// 3. 发送文件
const localFile = `${globalThis.context.filesDir}/notes.txt`;
await session.sendFile(localFile, '/remote/notes.txt');
// 4. 接收端监听
session.on('receiveFile', (remoteFile) => {
fs.copyFileSync(remoteFile.uri, `${globalThis.context.filesDir}/synced_notes.txt`);
});
}

复制代码

关键优化

断点续传：通过记载文件偏移量实现传输中断恢复。
差分同步：仅传输文件修改部分（如使用 rsync 算法）。

总结：功能与技能的映射表

功能场景焦点技能关键API/组件隐私数据存储沙箱隔离 + 加密存储@ohos.security.crypto, context.filesDir相册文件管理动态权限 + 公共目次访问@ohos.file.picker, abilityAccessCtrl跨应用分享URI授权 + 临时文件Intent, wantConstant.Flags系统工具开发EL2特权权限 + 跨沙箱访问系统级 SystemAbility多设备同步分布式文件 + 设备认证 + 加密传输@ohos.file.distributedFile

开发发起

权限最小化：仅申请必要的权限，并在 module.json5 中详细说明原因。
数据生命周期管理：及时清算临时文件（如 cacheDir 定期主动清算）。
安全审计：对 EL2 层代码进行严格的安全测试，防止提权毛病。
用户体验：在文件操纵（如大文件拷贝）时添加进度条和取消功能。

通过合理运用鸿蒙的沙箱和文件技能，可以在保障安全性的同时，实现丰富的功能需求。

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