【从Android到HarmonyOS NEXT】技术变革对电子数据取证的影响
2025-1-7 16:1:0 Author: mp.weixin.qq.com(查看原文) 阅读量:0 收藏

来源:盘古石取证

华为鸿蒙操作系统HarmonyOS NEXT已于2024年10月8日正式开始公测。首批参与公测的机型包括华为Mate 60系列、华为Mate X5系列以及华为MatePad Pro 13.2英寸系列。HarmonyOS NEXT是华为全栈自研的操作系统,它放弃了传统的AOSP代码,仅支持鸿蒙内核及鸿蒙系统的应用,这标志着华为在自主可控操作系统领域迈出了重要一步。

本次HarmonyOS NEXT底层最大的变化,是与安卓系统的分道扬镳。2019年,美国商务部正式将华为公司列入“实体清单”,执行出口管制措施,这意味着谷歌GMS无法继续为华为设备提供服务,HarmonyOS NEXT剔除了Linux内核与AOSP代码,彻底“摆脱安卓”,仅支持HarmonyOS内核,系统架构完全独立。

对于电子数据取证的影响

对于移动终端电子取证来说,最常规的方式是通过系统提供的交互命令(例如Android 的ADB命令)及厂商自身提供的备份/移机软件进行数据固定。另外,在具备全盘数据提取条件的情况下,系统的文件结构对提取后的解析有着决定性的影响。而本次HarmonyOS NEXT完全脱离了安卓的系统框架,这无论是对系统交互命令、备份移机软件、文件系统架构都有着非常大的影响。

另一方面,由于本次HarmonyOS NEXT脱离安卓应用体系,仅支持鸿蒙应用。所以对程序功能性鉴定、应用网络流分析等取证场景也产生了极大的影响。

接下来就让我们从电子数据取证的视角,深入了解一下这些变化对于取证有哪些影响。

1.从ADB到HDC,基础交互接口的脱离

总体上,HarmonyOS NEXT在设备交互上与Android系统相似,但在指令兼容性和权限管理上存在一定差异。HarmonyOS NEXT的应用分发和签名策略更加严格,类似于iOS系统的做法,尤其是在证书签发方面,这一政策使得开发者在应用部署上面临更高的门槛。此外,用户无法自由安装应用程序,进一步限制了灵活性。
“HDC”(OpenHarmony Device Connector)是OpenHarmony为开发人员提供的用于调试的命令行工具。该工具支持在Windows、Linux和macOS等多种操作系统上与开发机或模拟器进行交互,为开发和调试提供了便利。
与Android系统类似,HarmonyOS NEXT允许用户通过点击版本号在设置中开启【开发者模式】。完成此操作后,设备会自动重启,设置中将出现【开发者模式】选项。接下来,可以打开USB调试,以便通过“HDC”工具与设备进行交互。
HDC在电子数据取证的过程中替代了原有ADB的地位,能够提供与电子设备的基础交互,获取设备的基础信息并对设备进行一定程度上的自动化操作。
接下来我们通过一些与Android ADB命令的比较来看一下HDC能够提供的功能性:

可以看出,ADB和HDC有着相似性,但也有所区别,需要重新掌握。更多的命令细节可以参考HDC的官网文档进行了解。(https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-guides-V5/hdc-V5)

2.从APK到HAP,应用软件体系的脱离

从HarmonyOS NEXT开始,华为放弃了对Android应用的兼容性,仅支持HAP格式的原生应用。这意味着开发者需要为HarmonyOS NEXT重新开发或适配应用,同时也意味着用户只能通过华为的应用市场或其他官方渠道下载和安装HAP格式的应用。

APK和HAP是两种不同的应用格式,主要核心差异点如下:

这些差异导致的多米诺效应,也对取证工作造成一系列的变化。最显著的是在程序功能性分析或APP分析时,由于整个安装包架构与编译方式的改变,原来对于APK的分析方式将不再适用。目前,市面上还没有针对方舟编译器的反编译工具,后续需要进一步深入研究。
另外,应用架构的变化也导致应用能够提供的信息发生变化。这里我们举例其中比较关键的两个例子来看一下我们在HarmonyOS NEXT中能够获取到怎样的信息。
首先是用命令行获取到的应用信息:

一些数据的解释说明:

【appId】: 应用的唯一标识符,包含特定的加密信息。

【name】: 应用名称,通常与包名相同。

【organization】: 开发者信息,提供应用开发公司的名称。

【versionCode & versionName】: 版本信息,便于追踪应用更新情况。

【hapPath】: 指示HAP安装文件的位置,便于取证人员直接访问。

应用的基本信息(如“appId”、“name”、“organization”和版本信息)为取证人员提供了重要的上下文,帮助识别和分类应用。“hapPath”指示了HAP安装文件的位置,使得取证人员能够快速定位到应用的核心文件,方便进行深入分析。

接下来是用命令行获取到的模块信息:

一些数据的解释说明:

【abilityInfos】: 包含应用的能力信息,定义了应用的功能模块。

【hapPath】: 指示具体能力的HAP文件路径,便于取证操作。

【label】: 提供用户界面的友好名称。

模块信息详细描述了应用的功能组件,如“abilityInfos”中的各种能力和模块名称。这些信息帮助取证人员理解应用的结构,识别潜在的取证目标。模块的“hapPath”也为直接访问和提取相关数据提供了便利。

3.从开放式安装到完善的签名体系

HarmonyOS NEXT在应用分发和安装策略上采取了与iOS相似的模式,要求所有应用具备合法的签名。这意味着开发者需在华为的开发者网站申请证书、添加设备并进行签名安装,缺乏有效签名的HAP文件将无法安装。这一措施彻底封闭了用户自由安装应用的通道,迫使HarmonyOS NEXT遵循类似iOS的取证路径,通过开发者账号签发应用并提取相关数据。以往Android系统的设备在安装时主要通过机主的操作来提供安全性,获知系统密码的情况下,来源未受到认证的应用认可安装,有的甚至可以直接安装。

HarmonyOS NEXT的严格签名机制旨在提升设备安全性,防止恶意软件侵入。这一机制有效地确保只有经过验证的应用才能运行,降低了安全风险。该机制由华为进行验证,即使获得机主的认可,不明APP仍无法安装。使用bm命令安装HAP应用文件时,如果签名验证失败,会出现以下错误:

目前移动终端的取证很多时候需要依赖安装APP获取部分数据,并进行其他一些取证必要的操作。这无疑是为取证增添了新的挑战。

4.“纯血鸿蒙”全面创新,备份体系全面变革

目前,Hisuite PC备份工具不支持HarmonyOS NEXT系统的设备(NEXT.0.0.65版本),连接USB后无法识别。这意味着当前版本无法通过厂商的备份工具进行自动化直接备份。需要手动通过手机的【云备份】和【USB备份】功能进行数据备份。在【设置】-【系统】-【备份与恢复】中,用户可以插入FAT32文件系统格式(目前不支持其他格式的文件系统)的USB设备进行备份。经过测试,备份内容会在USB设备上创建一个名为HMOSBackup的目录,包含以下备份文件:

在鸿蒙4.2及华为手机助手的备份中,文件结构与当前的HarmonyOS NEXT备份格式有显著差异。例如,鸿蒙4.2的备份目录包含多个子目录,如AutoBackup、backupFiles和media等,数据文件更为直观和多样化。

(鸿蒙4.2备份目录)

这一变化会影响对于备份包的解析过程,这为解析数据带来了全新的挑战。

5.基于安全性提升,应用存储结构的变化对全量取证的影响

HarmonyOS NEXT的官方文档显示,系统采用了类似应用沙箱的机制。在此机制下,应用无法获知除自身应用文件目录之外的其他应用或用户数据的目录位置。所有应用的目录可见范围均经过权限隔离与文件路径挂载隔离,形成独立的路径视图,从而屏蔽实际的物理路径。

HarmonyOS NEXT应用文件路径与iOS应用相似,每个HAP应用拥有属于自己的存储区域,如上图所示。

el1/、el2/:代表不同文件加密类型。

el1,设备级加密区:设备开机后即可访问的数据区。

el2,用户级加密区:设备开机后,若处于无密码状态,可直接访问;若处于有密码状态,则需要至少一次解锁对应用户的锁屏界面后(密码、指纹、人脸等方式解锁皆可),才能够访问的加密数据区。应用如无特殊需要,应将数据存放在el2加密目录下,以尽可能保证数据安全。但是对于某些场景,一些应用文件需要在用户解锁前就可被访问,例如时钟、闹铃、壁纸等,此时应用需要将这些文件存放到设备级加密区(el1)。

应用文件路径详细说明:

由于分布式系统的特性,应用沙箱路径和真实物理路径并不一致。在应用沙箱路径下进行文件读写时,经过映射转换,实际操作的是真实物理路径中的应用文件。以下是应用沙箱路径与真实物理路径的对应关系示例:

由此可以看出分布式文件系统的实现使得应用的沙箱路径与真实物理路径不一致,增加了数据提取的复杂性。取证人员需掌握新的路径映射规则,以有效获取所需数据。

总结

综上,让我们对HarmonyOS NEXT的技术变化对于取证的影响做一个总结:

01

新的交互命令需要重新兼容适配

取证工具和方法需要更新,以适应HarmonyOS NEXT的交互命令和接口。

02

严格的应用签名以及分发方式

应用只能通过合法签名进行安装,限制了取证人员直接安装未经签名应用的能力。

03

新备份格式的解析

备份文件格式与以往版本有显著不同,取证厂商需要开发新的解析工具来处理这些备份数据。

04

新的应用文件系统

分布式文件系统的实现使得应用的沙箱路径与真实物理路径不一致,增加了数据提取的复杂性。取证人员需掌握新的路径映射规则,以有效获取所需数据。


文章来源: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwNDcwMDgzMA==&mid=2651048236&idx=1&sn=ddd9b8254bc19f2880e30aa16e437c58&chksm=80d086ddb7a70fcb606ed3b1c15c9222eb5c2334de4b8aeff9594e288d69f15aeb67fe88ea26&scene=58&subscene=0#rd
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