鴻蒙系統底層用什麼架構

鴻蒙系統底層用os架構，可以根據需求進行擴展實現系統跟廣泛的安全性；此架構主要用於物聯網，有著延時低的特點給你最好的購物體驗；能夠隨時的在手機上進行使用，能夠領先安卓並與全部的安卓應用程式與遊戲相容。

本教學操作環境：Magic UI 4.0.0系統、Magic UI 4.0.0手機。

鴻蒙系統是基於微內核的全場景分散式os。可以根據需求進行擴展實現系統跟廣泛的安全性。此架構主要用於物聯網，有著延時低的特色給你最好的購物體驗。能夠隨時的在手機上進行使用，能夠領先安卓並與全部的安卓應用程式與遊戲相容。

HarmonyOS簡介

首先，我們來看看官方對HarmonyOS的定義。根據官方的定義，HarmonyOS是一款「面向未來」、面向全場景（行動辦公、運動健康、社群通訊、媒體娛樂等）的分散式作業系統。在傳統的單一設備系統能力的基礎上，HarmonyOS提出了基於同一套系統能力、適配多種終端形狀的分散式概念，能夠支援多種終端設備的能力。

對消費者而言，HarmonyOS能夠將生活場景中的各類終端進行能力整合，形成一個“超級虛擬終端”，可以實現不同的終端設備之間的快速連接、能力互助、資源共享，搭配合適的設備、提供流暢的全場景體驗。

對應用程式開發者而言，HarmonyOS採用了多種分散式技術，使得應用程式的開發實現與不同終端設備的形態差異無關，降低了開發難度和成本。這能讓開發者聚焦上層業務邏輯，更加便利、有效率地開發應用。

對設備開發者而言，HarmonyOS採用了組件化的設計方案，可以根據設備的資源能力和業務特徵進行靈活裁剪，滿足不同形態的終端設備對於作業系統的要求。

技術特性

硬體互助，資源共享

1，分散式軟體匯流排

分散式軟體匯流排是多種終端裝置的統一基座，為設備之間的互聯互通提供了統一的分散式通訊能力，能夠快速發現並連接設備，高效地分發任務和傳輸數據，分散式軟總線示意圖如下圖所示。

2，分散式裝置虛擬化

分散式裝置虛擬化平台可以實現不同裝置的資源融合、裝置管理、資料處理，多種設備共同形成一個超級虛擬終端。針對不同類型的任務，為使用者配對並選擇能力合適的執行硬件，讓業務連續地在不同設備間流轉，充分發揮不同設備的資源優勢，分佈式設備虛擬化示意圖如下圖所示。

3，分散式資料管理

分散式資料管理基於分散式軟體總線的能力，實現應用程式資料和使用者資料的分散式管理。使用者資料不再與單一實體裝置綁定，業務邏輯與資料儲存分離，應用跨裝置執行時間資料無縫銜接，為打造一致、流暢的使用者體驗創造了基礎條件。分散式資料管理示意圖如下圖所示。

4，分散式任務調度

分散式任務調度基於分散式軟體匯流排、分散式資料管理、分散式Profile等技術特性，構建統一的分散式服務管理（發現、同步、註冊、呼叫）機制，支援對跨裝置的應用進行遠端啟動、遠端呼叫、遠端連線以及遷移等操作，能夠根據不同裝置的能力、位置、業務運作狀態、資源使用情況，以及使用者的習慣和意圖，選擇合適的設備運行分散式任務。以下圖的應用遷移為例，簡要地展示了分散式任務調度能力。

一次開發，多端部署

HarmonyOS提供了使用者程式框架、Ability框架以及UI框架，支援應用程式開發過程中多端的業務邏輯和介面邏輯進行重複使用，能夠實現應用的一次開發、多端部署，提升了跨裝置應用的開發效率。一次開發、多端部署示意圖如下圖所示。

統一OS，彈性部署

HarmonyOS透過組件化和小型化等設計方法，支援多種終端設備按需彈性部署，能夠適應不同類別的硬體資源和功能需求。支撐透過編譯鏈關係去自動產生組件化的依賴關係，形成組件樹依賴圖，支撐產品系統的便利開發，降低硬體設備的開發門檻。

支援各組件的選擇（組件可有可無）：根據硬體的形狀和需求，可以選擇所需的組件。

支援元件內功能集的配置（元件可大可小）：根據硬體的資源狀況和功能需求，可以選擇設定元件中的功能集。例如，選擇配置圖形框架元件中的部分控制項。

支援組件間依賴的關聯（平台可大可小）：根據編譯鏈關係，可以自動產生組件化的依賴關係。例如，選擇圖形框架元件，將會自動選擇依賴的圖形引擎元件等。

技術架構

HarmonyOS整體遵從分層設計，由下向上依序為：核心層、系統服務層、框架層和應用層。系統功能依照「系統 > 子系統 > 功能/模組」逐級展開，在多設備部署場景下，支援根據實際需求裁剪某些非必要的子系統或功能/模組。 HarmonyOS技術架構如下圖所示。

核心層

HarmonyOS系統分為核心子系統和驅動子系統。

核心子系統：HarmonyOS採用多核心設計，支援針對不同資源受限設備選用適合的OS核心。核心抽象層（KAL，KernelAbstract Layer）透過屏蔽多核心差異，對上層提供基礎的核心能力，包括行程/執行緒管理、記憶體管理、檔案系統、網路管理和周邊管理等。

驅動子系統：HarmonyOS驅動框架（HDF）是HarmonyOS硬體生態開放的基礎，提供統一週邊存取能力和驅動開發、管理框架。

系統服務層

系統服務層是HarmonyOS的核心能力集合，透過框架層對應用程式提供服務。此層包含以下幾個部分：

系統基本能力子系統集：為分佈式應用在HarmonyOS多設備上的運行、調度、遷移等操作提供了基礎能力，由分佈式軟總線、分佈式資料管理、分散式任務調度、方舟多語言執行時期、公共基礎庫、多模輸入、圖形、安全性、AI等子系統組成。其中，方舟執行階段提供了C/C /JS多語言執行時期和基礎的系統類別庫，也為使用方舟編譯器靜態化的Java程式（即應用程式或框架層中使用Java語言開發的部分）提供運行時。

基礎軟體服務子系統集：為HarmonyOS提供公共的、通用的軟體服務，由事件通知、電話、多媒體、DFX、MSDP&DV等子系統所組成。

增強軟體服務子系統集：為HarmonyOS提供針對不同裝置的、差異化的能力增強軟體服務，由智慧螢幕專有業務、穿戴專有業務、IoT專有業務等子系統組成。

硬體服務子系統集：為HarmonyOS提供硬體服務，由位置服務、生物特徵識別、穿戴專有硬體服務、IoT專有硬體服務等子系統組成。

根據不同設備形態的部署環境，基礎軟體服務子系統集、增強軟體服務子系統集、硬體服務子系統集內部可以依子系統粒度裁剪，每個子系統內部又可以依功能粒度裁剪。

框架層

框架層為HarmonyOS的應用程式提供了Java/C/C /JS等多語言的使用者程式框架和Ability框架，以及各種軟硬體服務對外開放的多語言框架API；同時為採用HarmonyOS的裝置提供了C/C /JS等多語言的框架API，不同裝置支援的API與系統的元件化裁切程度相關。

應用層

應用層包括系統應用程式和第三方非系統應用程式。 HarmonyOS的應用由一個或多個FA（Feature Ability）或PA（Particle Ability）組成。其中，FA有UI介面，提供與使用者互動的能力；而PA無UI介面，提供後台運行任務的能力以及統一的資料存取抽象。基於FA/PA開發的應用，能夠實現特定的業務功能，支援跨裝置調度與分發，為使用者提供一致、高效的應用體驗。

系統安全性

在搭載HarmonyOS的分散式終端上，可以確保「正確的人，透過正確的設備，正確地使用資料」。

透過「分散式多端協同身分認證」來保證「正確的人」。

透過「在分散式終端機上構築可信任運作環境」來確保「正確的設備」。

透過「分散式資料在跨終端流動的過程中，對資料進行分類分級管理」來保證「正確地使用資料」。

正確的設備

在分散式終端機場景下，只有保證用戶使用的設備是安全可靠的，才能確保用戶資料在虛擬終端上有效保護，避免用戶隱私外洩。

安全啟動確保源頭每個虛擬設備運行的系統韌體和應用程式是完整的、未經篡改的。透過安全啟動，各個設備廠商的鏡像包就不易被非法替換為惡意程序，從而保護用戶的資料和隱私安全。

可信任執行環境提供了基於硬體的可信任執行環境（TEE，Trusted Execution Environment）來保護使用者的個人敏感資料的儲存和處理，確保資料不會外洩。由於分散式終端硬體的安全能力不同，對於使用者的敏感個人數據，需要使用高安全等級的設備進行儲存和處理。 HarmonyOS使用基於數學可證明的形式化開發和驗證的TEE微內核，獲得了商用OS內核CC EAL5 的認證評級。

設備證書認證支援為具備可信任執行環境的設備預置設備證書，用於向其他虛擬終端證明自己的安全能力。對於有TEE環境的設備，透過預置PKI（Public Key Infrastructure）設備證書給設備身分提供證明，確保設備是合法製造和生產的。

裝置憑證在產線預置，裝置憑證的私鑰寫入並安全地保存在裝置的TEE環境中，且只在TEE內進行使用。在必須傳輸使用者的敏感資料（例如金鑰、加密的生物特徵等資訊）時，會在使用裝置憑證進行安全環境驗證後，建立從一個裝置的TEE到另一個裝置的TEE之間的安全通道，實現安全傳輸，如下圖所示。

正確地使用資料

在分散式終端機場景下，需要確保使用者能夠正確地使用資料。 HarmonyOS圍繞資料的產生、儲存、使用、傳輸以及銷毀過程進行全生命週期的保護，從而確保個人資料與隱私、以及系統的機密資料（如金鑰）不會洩漏。

資料產生：根據資料所在的國家或組織的法律法規與標準規範，對資料進行分類分級，並且根據分類設定相應的保護等級。每個保護等級的資料從產生開始，在其儲存、使用、傳輸的整個生命週期都需要根據對應的安全策略提供不同強度的安全防護。虛擬超級終端的存取控制系統支援依據標籤的存取控制策略，確保資料只能在可以提供足夠安全防護的虛擬終端之間儲存、使用和傳輸。

資料儲存：HarmonyOS透過區分資料的安全等級，儲存到不同安全防護能力的分區，對資料進行安全保護，並提供金鑰全生命週期的跨裝置無縫流動和跨裝置金鑰存取控制能力，支援分散式身分認證協同、分散式資料共享等業務。

資料使用：HarmonyOS透過硬體為裝置提供可信任執行環境。使用者的個人敏感資料僅在分散式虛擬終端的可信任執行環境中使用，確保使用者資料的安全性和隱私不外洩。

資料傳輸：為了確保資料在虛擬超級終端之間安全流轉，需要各設備是正確可信任的，建立了信任關係（多個設備透過華為帳號建立配對關係），並且能夠在驗證信任關係後，建立安全的連線通道，依照資料流動的規則，安全地傳輸資料。當設備之間進行通訊時，需要基於設備的身份憑證對設備進行身份認證，並在此基礎上，建立安全的加密傳輸通道。

資料銷毀：銷毀金鑰即銷毀資料。資料在虛擬終端的存儲，都建立在密鑰的基礎上。當銷毀資料時，只需要銷毀對應的金鑰即完成了資料的銷毀。

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