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AI 密码管理器 - 系统架构设计

项目概述

基于 React Native Expo 的 AI 驱动密码管理器，支持跨应用自动填充、生物识别认证、智能密码分析和自然语言搜索。

技术栈分析

• 前端框架: React Native 0.79.5 + Expo SDK 53
• 路由: Expo Router 5.1.4 (基于文件系统的路由)
• 状态管理: 待定 (建议 Zustand + React Query)
• UI 组件: 自定义组件 + Expo 原生组件
• 动画: React Native Reanimated 3.17.4
• 手势: React Native Gesture Handler 2.24.0

整体系统架构

graph TB
    subgraph "客户端层 (React Native)"
        A[主应用] --> B[密码管理模块]
        A --> C[AI 功能模块]
        A --> D[自动填充模块]
        A --> E[生物识别模块]
        A --> F[同步模块]
    end
    
    subgraph "扩展层 (iOS)"
        G[AutoFill Extension]
        H[Keyboard Extension]
        I[Share Extension]
    end
    
    subgraph "云端服务层"
        J[API Gateway]
        K[认证服务]
        L[密码存储服务]
        M[AI 分析服务]
        N[同步服务]
    end
    
    subgraph "AI 服务层"
        O[网站分类 AI]
        P[密码强度分析]
        Q[安全评分引擎]
        R[自然语言处理]
    end
    
    subgraph "数据层"
        S[加密数据库]
        T[用户配置]
        U[AI 模型存储]
    end
    
    A --> G
    A --> H
    A --> I
    B --> J
    C --> M
    F --> N
    J --> K
    J --> L
    J --> M
    M --> O
    M --> P
    M --> Q
    M --> R
    L --> S
    K --> T
    M --> U

核心模块设计

1. 前端架构 (React Native)

1.1 目录结构

src/
├── app/                    # Expo Router 页面
│   ├── (auth)/            # 认证相关页面
│   ├── (tabs)/            # 主要功能页面
│   └── modal/             # 模态页面
├── components/            # 可复用组件
│   ├── ui/               # 基础 UI 组件
│   ├── forms/            # 表单组件
│   └── password/         # 密码相关组件
├── services/             # 业务服务层
│   ├── api/              # API 调用
│   ├── crypto/           # 加密服务
│   ├── biometric/        # 生物识别
│   └── ai/               # AI 功能
├── stores/               # 状态管理
├── utils/                # 工具函数
├── types/                # TypeScript 类型
├── constants/            # 常量配置
└── hooks/                # 自定义 Hooks

1.2 状态管理架构

// 使用 Zustand 进行状态管理
interface AppState {
  // 用户状态
  user: UserState;
  // 密码库状态
  vault: VaultState;
  // AI 功能状态
  ai: AIState;
  // 设置状态
  settings: SettingsState;
}

2. iOS 扩展架构

2.1 AutoFill Password Extension

• 功能: 在 Safari 和其他应用中提供密码自动填充
• 实现: iOS AutoFill Password Extension API
• 通信: 通过 App Groups 与主应用共享数据

2.2 Custom Keyboard Extension

• 功能: 在任何应用中提供密码输入
• 实现: iOS Custom Keyboard Extension
• 安全: 限制网络访问，本地处理

2.3 Share Extension

• 功能: 从其他应用快速保存密码
• 实现: iOS Share Extension
• 集成: 与主应用密码库同步

3. 云端服务架构

3.1 API Gateway

• 技术: Node.js + Express / Fastify
• 功能:
  • 请求路由和负载均衡
  • 身份验证和授权
  • 请求限流和监控
  • API 版本管理

3.2 微服务设计

graph LR
    A[API Gateway] --> B[用户服务]
    A --> C[密码服务]
    A --> D[AI 服务]
    A --> E[同步服务]
    A --> F[通知服务]
    
    B --> G[用户数据库]
    C --> H[密码数据库]
    D --> I[AI 模型存储]
    E --> J[同步队列]

4. AI 服务架构

4.1 自建 AI 服务栈

graph TB
    A[AI API Gateway] --> B[模型管理服务]
    A --> C[推理服务]
    A --> D[训练服务]
    
    B --> E[模型版本控制]
    C --> F[GPU 推理集群]
    D --> G[训练数据管道]
    
    subgraph "AI 模型"
        H[网站分类模型]
        I[密码强度模型]
        J[NLP 搜索模型]
        K[安全评分模型]
    end
    
    C --> H
    C --> I
    C --> J
    C --> K

4.2 AI 功能模块

1. 网站分类识别

   • 基于 URL 和页面内容的网站类型分类
   • 自动标签生成和分类建议

2. 密码强度分析

   • 实时密码强度评估
   • 个性化密码建议生成

3. 智能安全评分

   • 综合账户安全性评估
   • 风险预警和改进建议

4. 自然语言搜索

   • 语义化密码搜索
   • 智能查询理解和结果排序

数据模型设计

1. 核心数据结构

// 密码条目
interface PasswordEntry {
  id: string;
  title: string;
  username: string;
  password: string; // 加密存储
  url: string;
  notes: string;
  tags: string[];
  category: string;
  createdAt: Date;
  updatedAt: Date;
  lastUsed: Date;
  // AI 增强字段
  aiCategory?: string;
  securityScore?: number;
  riskLevel?: 'low' | 'medium' | 'high';
  suggestions?: string[];
}

// 用户配置
interface UserSettings {
  biometricEnabled: boolean;
  autoFillEnabled: boolean;
  syncEnabled: boolean;
  aiFeatures: {
    autoTagging: boolean;
    securityAnalysis: boolean;
    smartSearch: boolean;
  };
  security: {
    sessionTimeout: number;
    requireBiometricForView: boolean;
    autoLockDelay: number;
  };
}

2. 加密方案

2.1 端到端加密架构

graph LR
    A[用户主密码] --> B[PBKDF2 派生]
    B --> C[主加密密钥]
    C --> D[数据加密]
    
    E[生物识别] --> F[设备密钥]
    F --> G[本地密钥存储]
    G --> C
    
    C --> H[AES-256-GCM]
    H --> I[加密数据]

2.2 密钥管理

• 主密钥: 用户主密码通过 PBKDF2 派生
• 设备密钥: 生物识别保护的本地密钥
• 传输加密: TLS 1.3 + 证书固定
• 存储加密: AES-256-GCM 对称加密

安全架构

1. 多层安全防护

graph TB
    A[用户界面层] --> B[应用安全层]
    B --> C[传输安全层]
    C --> D[服务安全层]
    D --> E[数据安全层]
    
    subgraph "安全措施"
        F[生物识别认证]
        G[应用锁定]
        H[TLS 加密]
        I[API 认证]
        J[数据库加密]
    end
    
    A -.-> F
    B -.-> G
    C -.-> H
    D -.-> I
    E -.-> J

2. 威胁防护

• 中间人攻击: 证书固定 + TLS 1.3
• 数据泄露: 端到端加密 + 零知识架构
• 设备丢失: 生物识别 + 远程擦除
• 恶意软件: 应用签名验证 + 运行时保护

性能优化

1. 前端性能

• 懒加载: 按需加载密码条目
• 虚拟化: 大列表虚拟滚动
• 缓存策略: 智能本地缓存
• 预加载: 预测性数据加载

2. 后端性能

• 数据库优化: 索引优化 + 查询缓存
• CDN 加速: 静态资源分发
• 负载均衡: 多实例部署
• 缓存层: Redis 分布式缓存

部署架构

1. 云端部署

graph TB
    A[负载均衡器] --> B[API Gateway 集群]
    B --> C[微服务集群]
    C --> D[数据库集群]
    
    E[CDN] --> F[静态资源]
    G[监控系统] --> H[日志聚合]
    I[备份系统] --> J[灾难恢复]

2. 容器化部署

• 容器编排: Kubernetes
• 服务网格: Istio
• 监控: Prometheus + Grafana
• 日志: ELK Stack

开发工具链

1. 前端工具

• 开发环境: Expo Development Build
• 调试: Flipper + React Native Debugger
• 测试: Jest + Detox
• 代码质量: ESLint + Prettier + TypeScript

2. 后端工具

• API 文档: OpenAPI/Swagger
• 测试: Jest + Supertest
• 部署: Docker + CI/CD
• 监控: APM + 健康检查

合规性和隐私

1. 数据保护

• GDPR 合规: 数据最小化 + 用户控制
• 数据本地化: 区域数据存储
• 审计日志: 完整操作记录
• 数据删除: 安全数据擦除

2. 安全认证

• SOC 2 Type II: 安全控制审计
• ISO 27001: 信息安全管理
• 渗透测试: 定期安全评估
• 漏洞管理: 持续安全监控

---

此架构设计为 AI 密码管理器提供了完整的技术蓝图，确保安全性、可扩展性和用户体验的最佳平衡。