Die unterste Schicht des Hongmeng-Systems verwendet eine Betriebssystemarchitektur, die je nach Bedarf erweitert werden kann, um System- und umfassende Sicherheit zu erreichen. Diese Architektur wird hauptsächlich für das Internet der Dinge verwendet und zeichnet sich durch geringe Latenz aus, um Ihnen das beste Einkaufen zu ermöglichen Erfahrung; es kann jederzeit auf Ihrem Mobiltelefon verwendet werden. Zur Verwendung kann es Android führen und mit allen Android-Anwendungen und -Spielen kompatibel sein.
Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Magic UI 4.0.0-System, Magic UI 4.0.0-Mobiltelefon.
Das Hongmeng-System ist ein verteiltes Betriebssystem mit vollständigem Szenario, das auf Mikrokernel basiert. Das System und die umfangreiche Sicherheit können je nach Bedarf erweitert werden. Diese Architektur wird hauptsächlich für das Internet der Dinge verwendet und zeichnet sich durch geringe Latenz aus, um Ihnen das beste Einkaufserlebnis zu bieten. Es ist jederzeit auf Mobiltelefonen nutzbar, ist Android voraus und mit allen Android-Anwendungen und -Spielen kompatibel.
Einführung in HarmonyOS
Werfen wir zunächst einen Blick auf die offizielle Definition von HarmonyOS. Laut offizieller Definition handelt es sich bei HarmonyOS um ein „zukunftsorientiertes“ verteiltes Betriebssystem für alle Szenarien (mobiles Büro, Sport und Gesundheit, soziale Kommunikation, Medienunterhaltung usw.). Auf der Grundlage der herkömmlichen Systemfunktionen eines einzelnen Geräts schlägt HarmonyOS ein verteiltes Konzept vor, das auf denselben Systemfunktionen basiert und an mehrere Terminalformen angepasst ist und die Funktionen mehrerer Terminalgeräte unterstützen kann.
Für Verbraucher kann HarmonyOS die Fähigkeiten verschiedener Terminals in Alltagsszenarien integrieren, um ein „supervirtuelles Terminal“ zu bilden, das eine schnelle Verbindung, gegenseitige Unterstützung, gemeinsame Nutzung von Ressourcen und eine angemessene Abstimmung zwischen verschiedenen Endgeräten ermöglicht Reibungsloses Gesamtszenario-Erlebnis.
Für Anwendungsentwickler nutzt HarmonyOS eine Vielzahl verteilter Technologien, die die Entwicklung und Implementierung von Anwendungen unabhängig von den Unterschieden in der Form verschiedener Endgeräte machen und so die Schwierigkeit und Kosten der Entwicklung reduzieren. Dadurch können sich Entwickler auf die Geschäftslogik der oberen Ebene konzentrieren und Anwendungen bequemer und effizienter entwickeln.
Für Geräteentwickler bietet HarmonyOS eine komponentenbasierte Designlösung an, die flexibel an die Ressourcenfunktionen und Geschäftsmerkmale des Geräts angepasst werden kann, um die Betriebssystemanforderungen verschiedener Arten von Endgeräten zu erfüllen.
Technische Merkmale
Hardware-gegenseitige Unterstützung, Ressourcenfreigabe
1, verteilter Softbus
Der verteilte Softbus ist eine einheitliche Basis für eine Vielzahl von Endgeräten und bietet einheitliche verteilte Kommunikationsfunktionen für die Verbindung zwischen Geräten, die schnell erkannt werden können und Geräte verbinden, Aufgaben effizient verteilen und Daten übertragen. Das schematische Diagramm des verteilten Softbusses ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
2. Verteilte Gerätevirtualisierung
Die verteilte Gerätevirtualisierungsplattform kann die Ressourcenintegration, Geräteverwaltung und Datenverarbeitung verschiedener Geräte zusammen bilden. Für verschiedene Arten von Aufgaben passen wir Ausführungshardware mit geeigneten Funktionen für Benutzer an und wählen sie aus, sodass Dienste kontinuierlich zwischen verschiedenen Geräten fließen und die Ressourcenvorteile verschiedener Geräte voll ausgenutzt werden können. Das schematische Diagramm der verteilten Gerätevirtualisierung ist in der Abbildung dargestellt unten.
3. Verteilte Datenverwaltung
Die verteilte Datenverwaltung basiert auf den Fähigkeiten verteilter Softbusse, um eine verteilte Verwaltung von Anwendungsdaten und Benutzerdaten zu erreichen. Benutzerdaten sind nicht mehr an ein einzelnes physisches Gerät gebunden, die Geschäftslogik ist von der Datenspeicherung getrennt und Daten werden nahtlos verbunden, wenn Anwendungen geräteübergreifend ausgeführt werden. Dadurch werden Grundvoraussetzungen für ein konsistentes und reibungsloses Benutzererlebnis geschaffen. Das schematische Diagramm der verteilten Datenverwaltung ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
4. Verteilte Aufgabenplanung
Die verteilte Aufgabenplanung basiert auf technischen Funktionen wie verteiltem Softbus, verteilter Datenverwaltung, verteiltem Profil usw., um eine einheitliche verteilte Dienstverwaltung (Erkennung, Synchronisierung, Registrierung, Aufruf) aufzubauen. Mechanismus, der Vorgänge wie Remote-Start, Remote-Aufruf, Remote-Verbindung und Migration geräteübergreifender Anwendungen unterstützt. Er kann die geeignete Anwendung basierend auf den Fähigkeiten, Standorten, dem Geschäftsbetriebsstatus, der Ressourcennutzung sowie den Benutzergewohnheiten und -absichten auswählen verschiedene Geräte. Das Gerät führt verteilte Aufgaben aus. Die Anwendungsmigration in der folgenden Abbildung dient als Beispiel, um die verteilten Aufgabenplanungsfunktionen kurz zu demonstrieren.
Eine Entwicklung, Multi-Terminal-Bereitstellung
HarmonyOS bietet Benutzerprogramm-Framework, Ability-Framework und UI-Framework, das die Wiederverwendung von Geschäftslogik und Schnittstellenlogik mehrerer Terminals während des Anwendungsentwicklungsprozesses unterstützt und so eine einmalige Entwicklung ermöglicht und Multi-Terminal-Anwendungsentwicklung Die Bereitstellung verbessert die Entwicklungseffizienz geräteübergreifender Anwendungen. Das schematische Diagramm der einmaligen Entwicklung und der Bereitstellung mehrerer Terminals ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Einheitliches Betriebssystem, flexible Bereitstellung
HarmonyOS unterstützt den flexiblen Einsatz einer Vielzahl von Endgeräten bei Bedarf durch Designmethoden wie Komponentisierung und Miniaturisierung und kann sich an verschiedene Arten von Hardwareressourcen und Funktionsanforderungen anpassen. Es unterstützt die automatische Generierung von Komponentenabhängigkeiten durch Kompilierungskettenbeziehungen, bildet ein Komponentenbaum-Abhängigkeitsdiagramm, unterstützt die bequeme Entwicklung von Produktsystemen und senkt die Entwicklungsschwelle von Hardwaregeräten.
Unterstützt die Auswahl jeder Komponente (Komponenten sind optional): Je nach Form und Bedarf der Hardware können Sie die erforderlichen Komponenten auswählen.
Unterstützt die Konfiguration von Funktionssätzen innerhalb von Komponenten (Komponenten können groß oder klein sein): Entsprechend den Ressourcenbedingungen und Funktionsanforderungen der Hardware können Sie die Funktionssätze in den Komponenten konfigurieren. Wählen Sie beispielsweise die Konfiguration einiger Steuerelemente in der Grafikrahmenkomponente aus.
Unterstützt Abhängigkeiten zwischen Komponenten (die Plattform kann groß oder klein sein): Basierend auf der Kompilierungskettenbeziehung können komponentenbasierte Abhängigkeiten automatisch generiert werden. Wenn Sie beispielsweise eine Grafik-Framework-Komponente auswählen, werden automatisch abhängige Grafik-Engine-Komponenten usw. ausgewählt.
Technische Architektur
HarmonyOS folgt insgesamt einem mehrschichtigen Design von unten nach oben: Kernelschicht, Systemdienstschicht, Frameworkschicht und Anwendungsschicht. Systemfunktionen werden schrittweise entsprechend „System > Subsystem > Funktion/Modul“ erweitert. In einem Multi-Device-Bereitstellungsszenario werden einige nicht wesentliche Subsysteme oder Funktionen/Module entsprechend dem tatsächlichen Bedarf unterstützt. Die technische Architektur von HarmonyOS ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Die Kernelschicht
Das HarmonyOS-System ist in Kernel-Subsystem und Treiber-Subsystem unterteilt.
Kernel-Subsystem: HarmonyOS verwendet ein Multi-Core-Design, um die Auswahl geeigneter Betriebssystemkerne für verschiedene Geräte mit eingeschränkten Ressourcen zu unterstützen. Die Kernel Abstract Layer (KAL, KernelAbstract Layer) stellt der oberen Schicht grundlegende Kernelfunktionen bereit, indem sie Multi-Core-Unterschiede abschirmt, einschließlich Prozess-/Thread-Verwaltung, Speicherverwaltung, Dateisystem, Netzwerkverwaltung und Peripherieverwaltung.
Treibersubsystem: Das HarmonyOS Driver Framework (HDF) ist die Grundlage für die Offenheit des HarmonyOS-Hardware-Ökosystems und bietet einheitliche Peripheriezugriffsfunktionen sowie Frameworks für die Treiberentwicklung und -verwaltung.
Systemdienstschicht
Die Systemdienstschicht ist der Kernfähigkeitssatz von HarmonyOS, der Dienste für Anwendungen über die Framework-Schicht bereitstellt. Diese Schicht enthält die folgenden Teile:
System-Grundfunktionen-Subsystemsatz: Es bietet grundlegende Funktionen für den Betrieb, die Planung, die Migration und andere Vorgänge verteilter Anwendungen auf mehreren HarmonyOS-Geräten. Es besteht aus einem verteilten Softbus und einer verteilten Datenverwaltung Bestehend aus verteilter Aufgabenplanung, mehrsprachiger Ark-Laufzeit, öffentlicher Basisbibliothek, Multi-Mode-Eingabe, Grafik, Sicherheit, KI und anderen Subsystemen. Unter anderem stellt die Ark-Laufzeit C/C++/JS mehrsprachige Laufzeit- und grundlegende Systemklassenbibliotheken bereit und stellt auch statische Java-Programme mithilfe des Ark-Compilers bereit (d. h. die Teile der Anwendungs- oder Framework-Schicht, die mit der Java-Sprache entwickelt wurden). . Laufzeit.
Grundlegender Softwaredienst-Subsystemsatz: Bietet öffentliche und allgemeine Softwaredienste für HarmonyOS, bestehend aus Ereignisbenachrichtigung, Telefon, Multimedia, DFX, MSDP&DV und anderen Subsystemen.
Erweiterter Software-Service-Subsystemsatz: Stellt HarmonyOS differenzierte, funktionserweiterte Software-Services für verschiedene Geräte zur Verfügung, bestehend aus proprietärem Smart-Screen-Geschäft, proprietärem Wearable-Geschäft, proprietärem IoT-Geschäft und anderen Subsystemen.
Hardware-Service-Subsystem-Set: Bietet Hardware-Services für HarmonyOS, bestehend aus Subsystemen wie Ortungsdiensten, biometrischer Identifikation, tragbaren proprietären Hardware-Services und IoT-proprietären Hardware-Services.
Je nach der Bereitstellungsumgebung verschiedener Geräteformen können der grundlegende Software-Service-Subsystemsatz, der erweiterte Software-Service-Subsystemsatz und der Hardware-Service-Subsystemsatz entsprechend der Subsystemgranularität angepasst werden, und jedes Subsystem kann entsprechend der funktionalen Granularität angepasst werden.
Framework-Schicht
Die Framework-Schicht bietet mehrsprachige Benutzerprogramm-Frameworks und Ability-Frameworks wie Java/C/C++/JS für HarmonyOS-Anwendungen sowie mehrsprachige Framework-APIs, die für verschiedene Software und Hardware nach außen offen sind Gleichzeitig stellt es für HarmonyOS-Geräte mehrsprachige Framework-APIs wie C/C++/JS bereit. Die von verschiedenen Geräten unterstützten APIs hängen vom Grad der Komponentenanpassung des Systems ab.
Anwendungsschicht
Die Anwendungsschicht umfasst Systemanwendungen und Nicht-Systemanwendungen von Drittanbietern. HarmonyOS-Anwendungen bestehen aus einer oder mehreren FA (Feature Ability) oder PA (Particle Ability). Unter anderem verfügt FA über eine UI-Schnittstelle und bietet die Möglichkeit, mit Benutzern zu interagieren, während PA keine UI-Schnittstelle hat und die Möglichkeit bietet, Aufgaben im Hintergrund auszuführen und eine einheitliche Datenzugriffsabstraktion zu ermöglichen. Auf FA/PA basierende Anwendungen können spezifische Geschäftsfunktionen implementieren, geräteübergreifende Planung und Verteilung unterstützen und Benutzern ein konsistentes und effizientes Anwendungserlebnis bieten.
Systemsicherheit
Auf verteilten Terminals, die mit HarmonyOS ausgestattet sind, kann garantiert werden, dass „die richtigen Personen mit den richtigen Geräten die Daten korrekt nutzen.“
Stellen Sie die „richtige Person“ durch „verteilte kollaborative Identitätsauthentifizierung mit mehreren Terminals“ sicher.
Stellen Sie „richtige Ausrüstung“ sicher, indem Sie „eine vertrauenswürdige Betriebsumgebung auf verteilten Terminals aufbauen“.
Gewährleistung der „korrekten Nutzung von Daten“ durch „Klassifizierung und hierarchische Verwaltung von Daten im Prozess des verteilten Datenflusses über Terminals“.
Richtige Ausrüstung
In einem verteilten Terminalszenario können Benutzerdaten auf dem virtuellen Terminal nur dann wirksam geschützt werden, wenn sichergestellt wird, dass die von den Benutzern verwendete Ausrüstung sicher und zuverlässig ist und die Privatsphäre der Benutzer verloren geht.
Secure Boot stellt sicher, dass die System-Firmware und die Anwendungen, die auf jedem virtuellen Gerät an der Quelle ausgeführt werden, intakt und unverfälscht sind. Durch sicheres Booten ist es weniger wahrscheinlich, dass Image-Pakete verschiedener Gerätehersteller illegal durch Schadprogramme ersetzt werden, wodurch Benutzerdaten und Privatsphäre geschützt werden.
Die Trusted Execution Environment bietet eine hardwarebasierte Trusted Execution Environment (TEE, Trusted Execution Environment), um die Speicherung und Verarbeitung der persönlichen sensiblen Daten der Benutzer zu schützen und sicherzustellen, dass keine Daten verloren gehen. Aufgrund der unterschiedlichen Sicherheitsfunktionen verteilter Terminalhardware müssen sensible personenbezogene Daten der Benutzer mit Hochsicherheitsgeräten gespeichert und verarbeitet werden. HarmonyOS verwendet einen TEE-Mikrokernel, der auf mathematisch nachweisbarer formaler Entwicklung und Verifizierung basiert, und hat die Zertifizierungsbewertung CC EAL5+ für kommerzielle Betriebssystemkerne erhalten.
Die Gerätezertifikatauthentifizierung unterstützt die Voreinstellung von Gerätezertifikaten für Geräte mit vertrauenswürdigen Ausführungsumgebungen, um ihre Sicherheitsfähigkeiten gegenüber anderen virtuellen Terminals nachzuweisen. Bei Geräten mit einer TEE-Umgebung bietet die Vorkonfiguration eines PKI-Gerätezertifikats (Public Key Infrastructure) einen Nachweis der Geräteidentität, um sicherzustellen, dass das Gerät legal hergestellt wurde.
Das Gerätezertifikat wird in der Produktionslinie voreingestellt, und der private Schlüssel des Gerätezertifikats wird in der TEE-Umgebung des Geräts geschrieben und sicher gespeichert und nur innerhalb des TEE verwendet. Wenn sensible Daten des Benutzers (z. B. Schlüssel, verschlüsselte Biometrie usw.) übertragen werden müssen, wird nach Verwendung des Gerätezertifikats zur Überprüfung der Sicherheitsumgebung ein sicherer Kanal vom TEE eines Geräts zum TEE eines anderen Geräts eingerichtet , wie in der Abbildung unten gezeigt.
Daten richtig nutzen
In einem verteilten Terminalszenario muss sichergestellt werden, dass Benutzer Daten richtig nutzen können. HarmonyOS implementiert einen vollständigen Lebenszyklusschutz rund um die Datengenerierung, -speicherung, -nutzung, -übertragung und -vernichtung und stellt so sicher, dass persönliche Daten und Privatsphäre sowie vertrauliche Systemdaten (z. B. Schlüssel) nicht verloren gehen.
Datengenerierung: Klassifizieren Sie die Daten gemäß den Gesetzen, Vorschriften und Standards des Landes oder der Organisation, in dem sich die Daten befinden, und legen Sie die entsprechende Schutzstufe entsprechend der Klassifizierung fest. Von dem Moment an, in dem Daten generiert werden, müssen Daten auf jeder Schutzebene während ihres gesamten Lebenszyklus der Speicherung, Nutzung und Übertragung mit unterschiedlichen Sicherheitsstärken entsprechend den entsprechenden Sicherheitsrichtlinien ausgestattet werden. Das Zugriffskontrollsystem des virtuellen Hyperterminals unterstützt tagbasierte Zugriffskontrollrichtlinien, um sicherzustellen, dass Daten nur zwischen virtuellen Terminals gespeichert, verwendet und übertragen werden können, die einen ausreichenden Sicherheitsschutz bieten können.
Datenspeicherung: HarmonyOS schützt Daten sicher, indem es die Sicherheitsstufe der Daten unterscheidet und sie in Partitionen mit unterschiedlichen Sicherheitsschutzfunktionen speichert, und bietet nahtlosen geräteübergreifenden Fluss und geräteübergreifende Schlüsselzugriffskontrollfunktionen während des gesamten Schlüssellebenszyklus Zusammenarbeit bei der Identitätsauthentifizierung, verteilter Datenaustausch und andere Dienste.
Datennutzung: HarmonyOS bietet über Hardware eine vertrauenswürdige Ausführungsumgebung für Geräte. Persönliche sensible Daten der Benutzer werden nur in der vertrauenswürdigen Ausführungsumgebung verteilter virtueller Terminals verwendet, um sicherzustellen, dass die Sicherheit und der Datenschutz der Benutzerdaten nicht verloren gehen.
Datenübertragung: Um den sicheren Datenfluss zwischen virtuellen Hyperterminals zu gewährleisten, muss jedes Gerät korrekt und vertrauenswürdig sein, eine Vertrauensbeziehung aufbauen (mehrere Geräte stellen über Huawei-Konten eine Kopplungsbeziehung her) und in der Lage sein, das zu überprüfen Stellen Sie einen sicheren Verbindungskanal her und übertragen Sie Daten sicher gemäß den Regeln des Datenflusses. Bei der Kommunikation zwischen Geräten muss das Gerät anhand seiner Identitätsnachweise authentifiziert werden und auf dieser Grundlage wird ein sicherer verschlüsselter Übertragungskanal eingerichtet.
Datenvernichtung: Die Zerstörung des Schlüssels bedeutet die Zerstörung der Daten. Die Speicherung von Daten in virtuellen Terminals erfolgt schlüsselbasiert. Bei der Datenvernichtung muss nur der entsprechende Schlüssel vernichtet werden, um die Datenvernichtung abzuschließen.
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