feat: 模块化内核(编译期依赖图定序)+ 密钥防火墙 + 插件三态生命周期 (#10)

* feat(kernel): 模块化内核 + 编译期依赖图定序

把单体 init 序列拆成「模块自声明依赖 + 编译期生成依赖图 + 运行期只读图」。

## 为什么

原 cmd/homed/main.go 里 17 步 init 是**手写顺序**,依赖关系只存在于
注释和人脑里。实测踩到的坑(见 docs/zh/kernel-modularization-design.md):
 · nlp.defaultParser 被 initONNXParser 写、被 distiller 读,两者相距 60 行,
   只靠 ticker 10min 才没炸(隐式依赖,无声明)
 · 加一个模块要人肉找"该插在哪",插错的表现是运行期 nil 解引用
 · 关停是 defer ks.CloseAll(),而热更新路径 os.Exit(42) **跳过 defer**
   ⇒ docStore/distiller/textMem 的 flush 全部丢失(每次热更新都发生)

## 怎么改

- internal/kernelboot/:KernelState(一个结构体收全部包级共享变量,字段
  nil 安全)、Module 接口、graphfile(依赖图编解码 + 与二进制 hash 对账)、
  scheduler(按 BFS 层并行 Init)、syncbus(层边界写通知)、
  lifecycle(Quiesce/Resume 可逆伪关机,区别于一次性 CloseAll)
- internal/kernelmod/<name>/:每个模块一个文件夹,Requires/Provides 自声明;
  all/all.go 是唯一的 import 清单(Go 循环导入约束)
- cmd/homed-depgraph:编译期生成依赖图,Makefile 注入 digest
- 运行期只**读**图,不计算顺序(顺序是编译期决定的,源码里没有中央清单)

## 判据

kernelboot 8 条 + 图失败模式 7 条(全部拒绝并给准确错误)+ 模块目录数
与注册表一致性。变异测试 15/15 咬住,含:
 · 删掉 AddCloser 的锁 → -race 报数据竞争
 · Scheduler 同批跑去重 → 203 vs 200
 · 图 hash 不匹配 → 拒绝启动

## 顺带修的缺陷

热更新路径漏调模块关闭 ⇒ 显式 stopKernelModules(),并用 AST 判据钉住
"必须在 os.Exit 之前"(字符串检查在本仓已骗过我三次)。

实测:冷启动 1630ms(5 层/17 模块,原 17 步串行);生产 22 插件全部建链。

* feat(security): 密钥防火墙 + 配置加密 + close 纪律

## 密钥防火墙

模型只见别名、不见明文;插件工具调用入口(StageHost.ExecuteTool)做入向
回填。三维能力:
 · 出向:工具输出里的密钥被替换成 [[secret:name]] 别名后才进上下文
 · 入向:模型传别名,入口处填回真值(插件完全无感知)
 · 存储:config.db 里不存明文(0644 的库可读),敏感值独立 0600 文件

模式库「宁漏勿误伤」:宁可漏掉一次替换,也不把正常文本误当密钥。

## 配置加密

- internal/security/{codec,key,keyring,store,global}.go:AES-256-GCM,
  enc:v1: 前缀,密钥轮换(OldKeys 解码 + 新钥加密)
- harden.go:数据目录权限收紧
- embedded.go:支持内嵌主密钥(可选,仍保留外部 key 文件路径)
- EncryptExistingSecrets / AuditSecrets:启动时幂等迁移 + 审计

## close 纪律(用户明确要求:只要调 close 就要有前置检查)

internal/safeclose:Safe / SafeFunc。全仓 37 处裸 close(chan) → 0。
关键教训(都写进注释和判据):
 · `select { case <-ch: default: close(ch) }` **不是**并发安全的
   (两个 goroutine 可同时命中 default)—— healthcheck 原先是这种写法
 · `sync.Once` **不可重入**:X.Do(func(){ Safe(&X, ...) }) 会自锁,
   症状是 go test 直接挂住(3 个包 600s 超时),栈里只有嵌套的 Once.Do
 · map 里按请求持有的 channel(mcp/stdio.go、clawhubadapter/sidecar.go)
   改成 *pendingRPC 包装,每通道一个 once

## 判据

security 全量 + TestNoBareCloseOutsideSafeclose(AST 级扫描,含注释剥离)
+ TestNoNestedSelfOnceDeadlock(正则修正:\w+ 不匹配点号,捕获组要含 '.')。
变异 2/2 咬住。全量 52 包 ok。

* feat(plugin+deploy): 插件三态生命周期、数据目录迁移、发行包修复

## 插件三态生命周期(用户要求:自动启动 / 启用但不自动启动 / 禁用)

- Manifest 新增 requires_facilities / auto_start(*bool,用于区分
  "未声明"与"显式 false")
- plugin-host 模块(internal/kernelmod/pluginhost):用 kernelboot.Scheduler
  按依赖时机拉起,**不再手写两阶段**
- 运行态停启 StopPlugin/StartPlugin **可逆**:不写 disabled_plugins
  (不改用户决定)、不置 shuttingDown(之后还能加载)、会摘掉注册面
- 与 StopAll 的区别写进注释 —— StopAll 置 shuttingDown 后**永久无法加载**,
  那是进程退出用的,误用于"暂停"就是关了就死

## 数据目录迁移(伪关机 → 迁移 → 唤醒)

- kernelboot/lifecycle.go:Quiesce/Resume(可逆,区别于一次性 CloseAll),
  逆序暂停、逆序恢复、Pause 失败回滚
- kernelboot/migrate.go:BeginMigration/End 编排(先停插件 → 再停内核写者
  → 等在途归零)
- distiller/textmem 增 Pause/Resume 门(不是 cancel —— cancel 不可逆,
  恢复要重建整个对象)
- 模块 migration:体检 + 生成可执行迁移脚本

★ 迁移脚本的三个实测教训(都写成了判据):
 1. 无条件改 /etc/systemd/system ⇒ 演练把**生产** -data 改成了演练目录。
    加 --dry-run(零改动)+ 强制校验 systemd 当前 -data == OLD
 2. 本机没装 rsync,脚本在"服务已停、数据未搬"处硬失败 ⇒ cp -a 回退,
    并明确警告不保硬链接/ACL(生产 plugindev 有大量 git 硬链接)

## 发行包修复(全部经实测确认)

 1. package-linux.sh **完全漏打 depgraph.bin** ⇒ 内核 exit 1
    ("生产构建(内嵌 hash 非空)但读不到依赖图")
 2. build_homed 不走 Makefile ⇒ 单独修 Makefile 无效,必须同时生成图+注入
 3. build.sh 的 LDFLAGS 用**历史模块路径 gitcode.com** ⇒ -X 静默 no-op
    ⇒ --version 显示 unknown
 4. Makefile -ldflags 用**单引号** ⇒ 注入了字面 $GRAPH_HASH

## ★ build.sh 的版本号必须校验(真实事故)

原 `VERSION="$(git describe --tags --dirty)"`。无 tag 分支上它返回**分支名**
`backup/pre-identity-rewrite-20261005-51-g03d87a4e-dirty`,被注入 meta.Version
⇒ 插件握手判据 MajorVersion() 把整串当主版本 ⇒ **22 个子进程插件全部
握手失败**("主版本不匹配")。内核活着、systemd active、日志每条都像
插件的问题 —— 实际是发行包带着非法版本号。

修法:git describe 只在形如 vX.Y.Z 时采用,否则回退 meta.Version(权威源),
并对最终值做形态守卫。deploy/packaging/version_guard_test.go 3 条判据,
变异 2/2 咬住。

## deb 的 systemd unit 改为 guard 模式

ExecStart=/usr/bin/homed --role=guard --data /var/lib/homeagent
(worker exit 42 → guard 重拉,不经过 systemd、不计失败)
含 RestartSteps/RestartMaxDelaySec/TimeoutStopSec + 硬化
(NoNewPrivileges/ProtectSystem/ProtectHome/DevicePolicy/ReadWritePaths)。

## 其他

- internal/plugin/proc:非法 JSON 帧的报错**可定位**(内容摘要 + 可能原因 +
  修法)。生产实测 1038 条非法帧(插件往 stdout 打日志 = 污染协议通道)
- 示例插件 4 个 14 处 fmt.Printf → log.Printf
- hmapdev 模板同步修复;scaffold 判据剥离注释(模板注释里就含 fmt.Printf)

* chore: 收尾(主密钥轮换命令、IPC/知识库加固、SDK 对齐)

- cmd/homed-key-rotate:把 security 里的 RotateKey/RotateKeyFile/RekeySecrets
  串成一条**可执行**的运维路径。没有它,E-1 就只是库里的能力而不是
  "出事时能做的事",而轮换的价值恰恰在于能执行。
- cmd/homed:kmod_runtime(模块装配入口)、plugins_scheduled(failback
  白名单)、memcandidate、bootstrap_order_test / shutdown_flush_test
- internal/ipc、internal/devicebridge、internal/knowledge:配套加固
- third_party/homeagent-sdk/sdk:PluginMgrAPI 增三态能力(mgrStop/mgrStart/
  mgrIsRuntimeStopped)+ settings 对齐

判据:bootstrap_order_test(启动顺序不依赖手写序列)、
shutdown_flush_test(停机的两条路径必须对称 —— exit 42 会跳过 defer,
热更新路径下模块关闭/flush 曾全部丢失)。

* test(security): 测试夹具改用不可误认的占位值(修 push protection 拦截)

GitHub secret scanning 拦住了推送:三处测试夹具用了"看起来像真密钥"的
字面量:

  internal/security/prefilter_test.go:39
  internal/security/store_test.go:177
  internal/security/survey_test.go:20

它们全是**假密钥**(`AKIAIOSFODNN7EXAMPLE` 是 AWS 官方文档的标准示例,
其余是 `abcdefghij...` 这类可读占位符),但扫描器无法区分 —— 它只看形态。

★ 不绕过(不用 unblock URL、不加 allowlist):直接改夹具。
原因:一旦允许"假密钥可以通过",真密钥混进来时就没有最后一道门了。

改法:保留**模式库匹配所需的结构**,把可识别内容换成 FAKE:
  glpat-abcdefghijklmnopqrst       → glpat-FAKE-TEST-TOKEN-NOT-REAL
  sk-abcdefghij...012345           → sk-FAKE-TEST-KEY-NOT-REAL-0000000
  AKIAIOSFODNN7EXAMPLE             → AKIA0000FAKE0000TEST   (保持 20 字符)
  ASIAIOSFODNN7EXAMPLE             → ASIA0000FAKE0000TEST
  xoxb-123456789012-abcdefghijklmnop → xoxb-FAKE-TEST-TOKEN-NOT-REAL

★ 中途踩到一次:AWS 键的模式是 `\b(AKIA|ASIA)[0-9A-Z]{16}\b`(共 20 字符),
我第一次替换成 19 字符的 `AKIAFAKETESTKEY0000` ⇒ 模式匹配不上 ⇒
TestSurvey_WhatIsCaught / TestRecognizesCommonShapes /
TestPrefilterNeverBlocksRealMatches 三条当场变红。
判据正确地拒绝了"为了过扫描器而削弱覆盖"。

顺带核实:全仓 grep 无任何真实密钥泄漏。

* fix(packaging): package-linux.sh 的版本解析与 build.sh 统一

上一版只修了 build.sh,漏了 package-linux.sh —— 它仍只看 git describe:

  VERSION="${VERSION:-$(git describe --tags --dirty)}"

无 tag 分支上 git describe 返回**分支名**
(backup/pre-identity-rewrite-20261005-56-g98850e1),守卫会正确拒绝,
但要求人**手动传 VERSION** 才能打包。而 build.sh 早已能自动回退 meta.Version
⇒ 同一个版本,走 build.sh 打得出来、走 package-linux.sh 打不出来。

危害不只是"要手动传参":运维为了跑通会去掉守卫,而分支名一旦进
meta.Version 就是**插件协议主版本**的来源 ⇒ 22 个子进程插件全部握手失败
(这是真实发生过的事故,见 3efa4e5)。

修法:两个脚本用同一套规则(git describe 仅在 vX.Y.Z 形态时采用,
否则回退 meta.Version),并对最终值做形态守卫。

判据:TestBothPackagingScriptsShareVersionRules —— 逐个读两个脚本,
要求都能从 meta/meta.go 取权威版本、都校验 git describe 形态。
变异(把 package-linux.sh 改回旧规则)咬住并准确指出是哪个脚本。

实测:不传 VERSION 跑 package-linux.sh,输出
  [PKG] warn: git describe 给出非版本串(...),改用 meta.Version=1.4.0
  Version: 1.4.0

* fix(test): 跨仓判据在 CI 上应 skip 而非 fail(修 PR 双红)

CI 上 "Go build / vet / test" 与 "Build linux/amd64" 双红:

  --- FAIL: TestHmapdevTemplateImplementsAllPluginMgrMethods
      bridge_sync_test.go:170: 读模板: open
      ../../../third_party/homeagent-sdk/tools/hmapdev/templates/proc_main.go.tmpl:
      no such file or directory

## 根因:判据依赖了一个**被 gitignore 的路径**

`.gitignore:33` 有 `third_party/homeagent-sdk/tools/`(SDK 仓自治,本仓不跟踪)。
于是:
  · 本机(完整 SDK 检出)有该文件 ⇒ 判据通过
  · CI(只 checkout 本仓)没有该文件 ⇒ Fatalf ⇒ **必红**

我提交时只在本机跑测试、没看 CI,所以这个问题拖到 PR 才暴露。

## 修法

文件缺失时 `t.Skipf` 而不是 `t.Fatalf`。

★ 这不是"放弃检查":
  · 跨仓一致性由 **SDK 仓自己的判据**守着
    (tools/hmapdev/scaffold_stdout_test.go 等),那里才是模板的真实归属地
  · 本判据在本机开发时**仍然生效**(已验证:有文件时 PASS,缺文件时 SKIP)

## 验证

 · 本机(有文件)  → PASS(判据真跑)
 · 模拟 CI(移走 tools/)→ SKIP(不再 fail)
 · 全量 53 包 ok / 0 fail

## 顺带

同目录还有 e2e_template_test.go 也读 tools/,但它是 `//go:build` 门控的
e2e 判据,CI 默认不跑,无需处理。

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Co-authored-by: JianFeeeee <JianFeeeee@users.noreply.gitcode.com>
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JianFeeeee
2026-10-17 19:18:24 +08:00
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266 changed files with 30185 additions and 1424 deletions

285
internal/security/codec.go Normal file
View File

@ -0,0 +1,285 @@
package security
// 域隔离的加密编解码器(供内核其它模块复用主密钥)。
//
// ## 为什么要域隔离
//
// 同一把主密钥会服务多类用途:变量别名的 HMAC、配置落盘的 AES、
// (未来可能的)审计日志签名……若它们**共用同一把密钥**,就会产生
// 跨域攻击面:一处的输出可能在另一处被当作合法输入。
//
// 所以每类用途用 **HKDF 风格的派生子密钥**:
//
// subKey = HMAC-SHA256(masterKey, "homeagent/<domain>/v1")
//
// 这样一把主密钥可以安全地派生出无限多个互不相关的子密钥,
// 而部署方只需要管一把密钥。
//
// ## 与 Alias() 的关系
//
// `Alias()` 是**单向**的(明文 → 别名,不可逆),用 HMAC 做哈希。
// `Codec` 是**双向**的(明文 ⇄ 密文),用 AES-GCM 做加密。
// 二者用途不同、密钥不同 —— 这就是域隔离的意义。
import (
"crypto/aes"
"crypto/cipher"
"crypto/hmac"
"crypto/rand"
"crypto/sha256"
"errors"
"fmt"
"io"
"strings"
"sync"
)
// EncPrefixV1 是密文的自描述前缀。
//
// 为何用前缀而不是加列/加表:**无需 schema 迁移**,且明文旧数据
// 天然被识别(没有前缀就是明文),逐条惰性加密即可。
// 版本号 `v1` 让将来换算法时可以两代并存(读到 v1 用旧算法解)。
const EncPrefixV1 = "enc:v1:"
// ErrBadCiphertext 表示密文格式非法或密钥不对。
var ErrBadCiphertext = errors.New("security: 密文无法解密(密钥不对或数据损坏)")
// Codec 是用派生密钥做对称加解密的编解码器。
//
// key 为 nil 时 **Enabled()==false**,所有 Seal 退化为「原样返回」。
// 这是刻意设计:编解码器未装配时不能崩,但调用方可以据此判断
// 「密钥不可用」并选择响亮失败。
type Codec struct {
key []byte
domain string
// oldKeys 是轮换前的派生子密钥,仅用于 Open。
oldKeys [][]byte
}
// NewCodec 由主密钥派生出某个用途的子密钥。
func NewCodec(masterKey []byte, domain string) (*Codec, error) {
if len(masterKey) != 32 {
return nil, fmt.Errorf("security: 主密钥必须是 32 字节,实际 %d", len(masterKey))
}
if domain == "" {
return nil, errors.New("security: codec 域不能为空(域隔离是安全要求)")
}
m := hmac.New(sha256.New, masterKey)
m.Write([]byte("homeagent/" + domain + "/v1"))
return &Codec{key: m.Sum(nil), domain: domain}, nil
}
// Enabled 报告编解码器是否可用。
func (c *Codec) Enabled() bool { return c != nil && len(c.key) == 32 }
// NewCodecWithOldKeys 构造支持平滑轮换的 codec。
//
// current 是新主密钥;oldMasters 是旧主密钥,**只用于解开旧密文**。
// 轮换时若不带旧钥,已落盘的密文会全部解不开(响亮失败但服务不可用)
// —— 那就是 E-1 要解决的问题。
func NewCodecWithOldKeys(current []byte, domain string, oldMasters [][]byte) (*Codec, error) {
if len(current) != 32 {
return nil, fmt.Errorf("security: 主密钥必须是 32 字节,实际 %d", len(current))
}
if domain == "" {
return nil, errors.New("security: codec 域不能为空(域隔离是安全要求)")
}
derive := func(master []byte) []byte {
m := hmac.New(sha256.New, master)
m.Write([]byte("homeagent/" + domain + "/v1"))
return m.Sum(nil)
}
c := &Codec{key: derive(current), domain: domain}
for _, old := range oldMasters {
if len(old) == 32 {
c.oldKeys = append(c.oldKeys, derive(old))
}
}
return c, nil
}
// Domain 返回用途域(便于诊断,比如日志里说清楚是哪一域的密文解不开)。
func (c *Codec) Domain() string {
if c == nil {
return ""
}
return c.domain
}
// Seal 加密并带上版本前缀。
//
// 未启用时**原样返回**(明文),这样调用方可以在未装配密钥的
// 环境(测试、本地开发)继续工作 —— 但生产必须装配(见 IsEncrypted)。
func (c *Codec) Seal(plain string) (string, error) {
if !c.Enabled() {
return plain, nil
}
// 已加密的不要再加一层(幂等)
if IsEncrypted(plain) {
return plain, nil
}
block, err := aes.NewCipher(c.key)
if err != nil {
return "", err
}
gcm, err := cipher.NewGCM(block)
if err != nil {
return "", err
}
nonce := make([]byte, gcm.NonceSize())
if _, err := io.ReadFull(rand.Reader, nonce); err != nil {
return "", err
}
sealed := gcm.Seal(nonce, nonce, []byte(plain), nil)
return EncPrefixV1 + encodeB64(sealed), nil
}
// Open 解密。非密文(无前缀)原样返回 —— 这是**存量明文兼容**的关键:
// 旧数据不需要一次性迁移就能继续可读。
func (c *Codec) Open(stored string) (string, error) {
if !IsEncrypted(stored) {
return stored, nil // 明文(旧数据或未启用)
}
if !c.Enabled() {
return "", fmt.Errorf("%w: 有密文但编解码器未启用(域 %s)",
ErrNoMasterKey, c.Domain())
}
raw, err := decodeB64(strings.TrimPrefix(stored, EncPrefixV1))
if err != nil {
return "", fmt.Errorf("%w: base64 解码失败", ErrBadCiphertext)
}
block, err := aes.NewCipher(c.key)
if err != nil {
return "", err
}
gcm, err := cipher.NewGCM(block)
if err != nil {
return "", err
}
if len(raw) < gcm.NonceSize() {
return "", fmt.Errorf("%w: 密文太短", ErrBadCiphertext)
}
// ★ 先试当前钥,再依次试历史钥(E-1 轮换过渡期)。
// 不能只试当前钥:轮换后旧条目仍是旧钥密文,只试新钥会让它们
// 全部变成“解不开”,而那正是要避免的服务不可用。
keys := append([][]byte{c.key}, c.oldKeys...)
for _, k := range keys {
block, err := aes.NewCipher(k)
if err != nil {
continue
}
gcm, err := cipher.NewGCM(block)
if err != nil {
continue
}
plain, err := gcm.Open(nil, raw[:gcm.NonceSize()], raw[gcm.NonceSize():], nil)
if err == nil {
return string(plain), nil
}
}
return "", fmt.Errorf("%w (域 %s)", ErrBadCiphertext, c.Domain())
}
// IsEncrypted 报告一个已存储的值是否是本模块的密文。
//
// ★ 单调为真:密文解密后可能恰好以 `enc:v1:` 开头(极小概率),
// 但那会导致重复解密失败而非静默错误,可接受。
func IsEncrypted(stored string) bool {
return strings.HasPrefix(stored, EncPrefixV1)
}
// ---------------- 全局配置编解码器 ----------------
var (
globalCodecMu sync.RWMutex
globalCodec *Codec
)
// InitConfigCodec 装配配置落盘用的编解码器(内核启动时调用一次)。
func InitConfigCodec(masterKey []byte) (*Codec, error) {
return InitConfigCodecWithOldKeys(masterKey, nil)
}
// InitConfigCodecWithOldKeys 装配支持 E-1 平滑轮换的配置 codec。
// 当前钥负责 Seal;旧钥仅参与 Open。
func InitConfigCodecWithOldKeys(masterKey []byte, oldKeys [][]byte) (*Codec, error) {
c, err := NewCodecWithOldKeys(masterKey, "config-at-rest", oldKeys)
if err != nil {
return nil, err
}
globalCodecMu.Lock()
globalCodec = c
globalCodecMu.Unlock()
return c, nil
}
// ConfigCodec 取配置编解码器;未装配时返回 nil(调用方原样读写)。
func ConfigCodec() *Codec {
globalCodecMu.RLock()
defer globalCodecMu.RUnlock()
return globalCodec
}
// NeedsRekey 报告该密文是否**不是**当前主密钥加的(即轮换后尚未重加密)。
//
// 用途:轮换后需要知道哪些 config 项要重写;只需先试当前钥能不能开。
// 非密文(明文/旧数据)返回 false(那是 EncryptExistingSecrets 的事)。
func (c *Codec) NeedsRekey(stored string) bool {
if !c.Enabled() || !IsEncrypted(stored) {
return false
}
_, err := c.openWithSingleKey(c.key, stored)
return err != nil
}
// Rekey 把一条密文(可能是旧钥加的)用当前钥重新加密。
// 非密文原样返回;旧钥也解不开则**响亮报错**(不静默丢数据)。
func (c *Codec) Rekey(stored string) (string, error) {
if !c.Enabled() || !IsEncrypted(stored) {
return stored, nil
}
if _, err := c.openWithSingleKey(c.key, stored); err == nil {
return stored, nil // 已是当前钥,幂等
}
plain, err := c.Open(stored)
if err != nil {
return "", err
}
return c.Seal(plain)
}
// openWithSingleKey 只用指定的一把钥试解(供 NeedsRekey 判定)。
func (c *Codec) openWithSingleKey(key []byte, stored string) (string, error) {
raw, err := decodeB64(strings.TrimPrefix(stored, EncPrefixV1))
if err != nil {
return "", ErrBadCiphertext
}
block, err := aes.NewCipher(key)
if err != nil {
return "", err
}
gcm, err := cipher.NewGCM(block)
if err != nil {
return "", err
}
if len(raw) < gcm.NonceSize() {
return "", ErrBadCiphertext
}
plain, err := gcm.Open(nil, raw[:gcm.NonceSize()], raw[gcm.NonceSize():], nil)
if err != nil {
return "", ErrBadCiphertext
}
return string(plain), nil
}
// ClearConfigCodec 卸下配置编解码器(测试与"显式关闭加密"用)。
//
// 单独一个函数而不是让 InitConfigCodec(nil) 承担:
// 后者语义模糊(nil 是"没密钥"还是"要清空"?),且会掩盖调用方的错误
// —— 曾因此让一个判据假绿(以为清空了,其实上一把密钥还在)。
func ClearConfigCodec() {
globalCodecMu.Lock()
globalCodec = nil
globalCodecMu.Unlock()
}