一种未成年人移动终端托管方法及系统与流程

本发明涉及移动终端安全管控、未成年人防沉迷及实体凭证安全认证，具体的，涉及一种未成年人移动终端托管方法及系统。

背景技术：

1、随着移动互联网的快速发展，智能手机、平板电脑等移动终端已成为未成年人学习、娱乐和社交的重要工具。为引导未成年人合理使用移动终端，防止过度沉迷网络及不当内容接触，各类移动终端托管技术应运而生。现有移动终端托管方法主要分为两类：一类是操作系统原生提供的本地管控功能，通过系统权限实现应用使用时长限制、内容过滤、屏幕锁定等基础管控；另一类是基于云端的第三方托管系统，通常采用父母端应用与孩子端应用配合的架构，支持父母远程设置管控策略、查看孩子终端使用记录、审批临时使用请求，并可通过云端同步策略更新，实现跨设备、跨场景的统一管控。部分现有技术还引入了nfc标签、二维码等辅助验证方式，用于快速切换管控模式或解锁特定应用。

2、然而，现有未成年人移动终端托管系统存在一个根本性的安全缺陷：高权限退出操作（卸载孩子端app、解绑父母账号、解除托管状态、关闭设备管理权限等）仅依赖软件层面的账号密码或父母端远程审批。孩子可通过获取父母手机自行点击同意、破解父母账号密码、篡改本地系统配置、恢复出厂设置等方式轻易绕过管控，无法形成真正不可绕过的硬件级安全门槛。即使部分方案采用了nfc卡等硬件辅助验证，也多是基于固定uid或预存码值的简单比对，容易被复制、重放或篡改，且通常仅用于开启或关闭普通管控功能，并未将硬件作为高权限退出操作的唯一必要验证条件，无法从根本上解决孩子绕过托管系统的问题。

技术实现思路

1、本发明提出一种未成年人移动终端托管方法及系统，旨在解决现有技术中高权限退出操作易被软件绕过的缺陷，通过实体根凭证钥匙建立硬件级验证门槛，在受控设备模式下阻断，在普通设备模式下检测、告警和恢复。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种未成年人移动终端托管方法，包括以下步骤：

4、父母端读取实体根凭证钥匙，向云端托管服务提交所述实体根凭证钥匙对应的公钥信息，创建家庭托管根，云端仅保存公钥、钥匙标识、家庭根关联，不保存私钥，所述实体根凭证钥匙内置安全芯片，私钥存储于安全芯片内部且不可导出，实体根凭证钥匙的硬件形态包括带安全芯片的nfc钥匙、动态nfc安全钥匙、fido安全钥匙或定制安全硬件，普通nfc固定uid仅用于辅助识别，不构成安全信任根；

5、孩子端通过预设方式获取家庭托管根标识，读取同一实体根凭证钥匙，通过挑战响应验证后加入所述家庭托管根对应的家庭托管组，进入受托管状态，所述预设方式包括二维码、邀请码、家庭码或近场传输；

6、孩子端在受托管状态下，实时监测预设的高权限退出操作，当检测到高权限退出操作时，根据终端系统权限层级执行对应阻断处理，在高级权限下直接阻断该操作的执行，在普通权限下拦截应用内操作入口、弹出验证提示并记录操作行为向监护人端告警；

7、针对被阻断的高权限退出操作，生成与本次操作上下文唯一绑定的一次性挑战；

8、通过通信通道将所述一次性挑战传输至所述实体根凭证钥匙，由所述实体根凭证钥匙内部使用不可导出的私钥对所述一次性挑战进行签名，生成操作签名；

9、对所述操作签名进行验签，验签通过后，生成仅适用于本次高权限退出操作的执行许可，所述执行许可由云端托管服务使用云端私钥进行签名，许可内容至少绑定操作唯一标识、孩子设备标识、家庭托管根标识、操作类型、生效时间、过期时间、允许执行次数；

10、孩子端校验所述执行许可的云端签名合法性，并校验许可内容与当前操作上下文匹配，校验全部通过后执行对应的高权限退出操作。

11、在一种可能的实施方式中，所述孩子端通过挑战响应验证加入家庭托管组，具体为：

12、孩子端通过预设方式获取家庭托管根标识，生成包含孩子设备标识、家庭托管根标识及随机数的绑定挑战并发送至所述实体根凭证钥匙，所述实体根凭证钥匙使用内部私钥对所述绑定挑战进行签名生成绑定签名并返回至孩子端，孩子端将家庭托管根标识、所述绑定签名、设备标识及孩子账户信息提交至云端托管服务，云端托管服务校验家庭托管根标识有效性后，使用所述家庭托管根对应的公钥对所述绑定签名进行验签，验签通过后将孩子设备加入所述家庭托管组。

13、在一种可能的实施方式中，所述针对被阻断的高权限退出操作生成一次性挑战，具体为：

14、孩子端检测到高权限退出操作并完成阻断后，生成操作唯一标识、操作类型、孩子设备标识、本地随机数、当前托管策略版本号及操作触发来源，向云端托管服务提交上述信息及家庭托管根标识以请求生成一次性挑战，云端托管服务校验孩子设备的托管状态及实体根凭证钥匙的有效性，校验通过后生成云端随机数及过期时间，将家庭托管根标识、孩子设备标识、操作唯一标识、操作类型、托管策略版本号、本地随机数、云端随机数、过期时间、操作触发来源字段进行规范化编码后计算摘要，生成所述一次性挑战。

15、在一种可能的实施方式中，所述对所述操作签名进行验签，具体为：

16、云端托管服务根据家庭托管根标识查询对应的公钥及本地持久化保存的上次签名计数器值，不采信孩子端回传的挑战明文数据，基于本地预先存储的挑战原始字段独立重建一次性挑战，检查一次性挑战未超出有效期、操作唯一标识未被使用，使用所述公钥对所述操作签名进行验签，并校验本次签名计数器值大于上次签名计数器值，以抵御钥匙克隆与重放攻击，全部校验通过后生成所述执行许可；

17、更换实体根凭证钥匙时，需原实体根凭证钥匙在场并完成签名验证，验证通过后执行新钥匙的绑定与旧钥匙的作废，原实体根凭证钥匙丢失时，通过包含账号实名认证校验、监护人绑定手机号验证、人脸识别核验的多因子父母身份二次核验，或客服人工核验身份材料、线下有效身份证明审核的人工审核流程完成身份确认后，方可绑定新钥匙并作废原钥匙；旧钥匙作废后，云端托管服务拒绝其所有签名验签请求。

18、在一种可能的实施方式中，所述生成仅适用于本次高权限退出操作的执行许可中，执行许可的允许执行次数固定为1次，并根据高权限退出操作的风险等级匹配差异化的有效期限，孩子端在验证执行许可的云端签名合法后，进一步校验操作唯一标识、孩子设备标识、家庭托管根标识、操作类型均与当前操作一一对应，且当前时间处于生效时间与过期时间范围内，校验全部通过后方执行对应的高权限退出操作。

19、在一种可能的实施方式中，所述预设的高权限退出操作包括卸载孩子端应用、解绑父母账号、解除托管状态、关闭设备管理权限、关闭核心限制策略、重置家庭托管组、作废家庭根凭证、切换孩子端为父母端身份、清除孩子端应用数据、强行停止孩子端应用、关闭无障碍服务权限、关闭使用情况访问权限、关闭网络过滤功能、关闭通知权限与后台运行权限、修改系统时间、触发恢复出厂设置尝试中的至少一种。

20、在一种可能的实施方式中，所述由所述实体根凭证钥匙内部使用不可导出的私钥对所述一次性挑战进行签名的步骤之后，还包括防重放验证步骤：

21、云端托管服务通过数据库事务或原子状态更新机制管控一次性挑战的生命周期状态，检查同一个操作唯一标识或一次性挑战是否已被使用，若已被使用则拒绝验签，同时拒绝过期挑战、重复签名、跨设备签名、跨家庭签名及不同操作类型的签名，验签处理过程中将挑战状态从待验证状态原子性变更为验证中，验签完成后更新为已验证或已作废，避免并发请求同时复用同一挑战引发的重复验证漏洞。

22、一种未成年人移动终端托管系统，包括：

23、家庭托管根创建模块，父母端读取实体根凭证钥匙，向云端托管服务提交所述实体根凭证钥匙对应的公钥信息，创建家庭托管根，云端仅保存公钥、钥匙标识、家庭根关联，不保存私钥，所述实体根凭证钥匙内置安全芯片，私钥存储于安全芯片内部且不可导出，实体根凭证钥匙的硬件形态包括带安全芯片的nfc钥匙、动态nfc安全钥匙、fido安全钥匙或定制安全硬件，普通nfc固定uid仅用于辅助识别，不构成安全信任根；

24、孩子端托管绑定模块，孩子端通过预设方式获取家庭托管根标识，读取同一实体根凭证钥匙，通过挑战响应验证后加入所述家庭托管根对应的家庭托管组，进入受托管状态，所述预设方式包括二维码、邀请码、家庭码或近场传输；

25、高权限退出操作监测与阻断模块，孩子端在受托管状态下，实时监测预设的高权限退出操作，当检测到高权限退出操作时，根据终端系统权限层级执行对应阻断处理，在高级权限下直接阻断该操作的执行，在普通权限下拦截应用内操作入口、弹出验证提示并记录操作行为向监护人端告警；

26、被阻断操作一次性挑战生成模块，针对被阻断的高权限退出操作，生成与本次操作上下文唯一绑定的一次性挑战；

27、实体根凭证私钥签名模块，通过通信通道将所述一次性挑战传输至所述实体根凭证钥匙，由所述实体根凭证钥匙内部使用不可导出的私钥对所述一次性挑战进行签名，生成操作签名；

28、签名验签与执行许可签发模块，对所述操作签名进行验签，验签通过后，生成仅适用于本次高权限退出操作的执行许可，所述执行许可由云端托管服务使用云端私钥进行签名，许可内容至少绑定操作唯一标识、孩子设备标识、家庭托管根标识、操作类型、生效时间、过期时间、允许执行次数；

29、执行许可校验与操作执行模块，孩子端校验所述执行许可的云端签名合法性，并校验许可内容与当前操作上下文匹配，校验全部通过后执行对应的高权限退出操作。

30、一种计算机设备，包括

31、存储器，所述存储器中存储有计算机可读指令；

32、处理器，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现如上述所述的一种未成年人移动终端托管方法的步骤。

33、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行时实现如上述所述的一种未成年人移动终端托管方法的步骤。

34、与现有技术相比，本发明主要有以下有益效果：

35、1、本发明的方法通过将内置安全芯片的实体根凭证钥匙作为家庭托管关系的唯一硬件信任根，创建与实体钥匙唯一绑定的家庭托管根，云端仅存储公钥与关联关系、不留存私钥，私钥全程封闭于安全芯片内部且不可导出，并明确普通nfc固定uid仅用于辅助识别、不构成安全信任根，从根源上排除了纯软件验证与普通硬件标签的安全漏洞；同时要求孩子端先获取家庭托管根标识，再经实体根凭证钥匙的挑战响应验证后方可加入家庭托管组，实现了托管关系与物理硬件的强绑定，确保只有持有实体钥匙的合法监护人才能将设备纳入托管。

36、2、本发明的方法通过孩子端在受托管状态下实时监测预设的高权限退出操作，并根据终端系统权限层级执行分级阻断处理，在高级权限模式下直接阻断操作执行，在普通权限模式下拦截应用内操作入口、弹出验证提示并向监护人端告警，实现了对所有绕过托管行为的前置拦截与风险预警。

37、3、本发明的方法通过针对每一次被阻断的高权限退出操作生成与本次操作上下文唯一绑定的一次性挑战，并由实体根凭证钥匙内部使用不可导出的私钥对一次性挑战进行签名，实现了操作的唯一性和不可重放性，彻底解决了固定码值、固定uid易被复制和重放攻击的问题，同时保证私钥永远不会离开安全芯片，无法被破解或提取。

38、4、本发明的方法通过云端对操作签名完成验签，签发经云端私钥签名的执行许可，许可内容与操作、设备、家庭、时效、执行次数等多维度强绑定，再由孩子端验证执行许可的云端签名合法性与上下文匹配性后，方可执行对应的高权限退出操作，实现了高权限退出操作的严格授权控制，只有物理持有实体钥匙的人才能获得合法的执行权限，有效防止执行许可被伪造、篡改或跨场景滥用。