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 Android是一種基于Linux的、自由的、開源的操作系統。它主要使用于移動設備，如智能手機和平板電腦，由Google公司和開放手機聯盟開發。Android系統架構可以分為4層結構，由上至下分別是應用程序層、應用程序框架層、系統運行庫層以及內核層，如圖1所示。

圖1  Android系統結構

Android應用層允許開發者無須修改底層代碼就能對設備的功能進行拓展，Android的應用程序框架層為開發者提供了大量的API來訪問Android的設備。

Android 應用和Android 框架都是用 Java 語言開發的，并運行在 DalvikVM 中運行。DalvikVM的作用主要就是為操作系統底層提供一個高效的抽象層。DalvikVM是一種基于寄存器的虛擬機，能夠解釋執行Dalvik可執行格式DEX的字節碼，Android 應用和Android 框架都是用 Java 語言開發的，并運行在 DalvikVM 中運行。DalvikVM的作用主要就是為操作系統底層提供一個高效的抽象層。DalvikVM是一種基于寄存器的虛擬機，能夠解釋執行Dalvik可執行格式DEX的字節碼，

Android 將安全設計貫穿系統架構的各個層面，覆蓋系統內核、虛擬機、應用程序框架層以及應用層各個環節，力求在開放的同時，也能保護用戶的數據、應用程序和設備安全。

1. Android進程沙箱隔離機制

進程沙箱隔離機制，使Android應用程序在安裝時被賦予獨特的用戶標識（UID），并永久保持。應用程序及其運行的Dalvik虛擬機運行在獨立的Linux進程空間，與其他應用程序完全隔離，如圖2所示。

圖2  Android進程沙箱隔離機制

在特殊情況下，進程間還可以存在相互信任關系。如源自同一開發者或同一開發機構的應用程序，通過Android提供的共享UID（Shared UserId）機制，使具備信任關系的應用程序可以運行在同一進程空間。

2. 應用程序簽名機制

規定 APK 文件必須被開發者進行數字簽名，以便標識應用程序作者和在應用程序之間的信任關系。在安裝應用程序APK時，系統安裝程序首先檢查APK是否被簽名，有簽名才能安裝。當應用程序升級時，需要檢查新版應用的數字簽名與已安裝的應用程序的簽名是否相同，否則，會被當作一個新的應用程序。Android 開發者有可能把安裝包命名為相同的名字，通過不同的簽名可以把它們區分開來，也保證簽名不同的安裝包不被替換，同時防止惡意軟件替換安裝的應用。

3. 權限聲明機制

要想在對象上進行操作，就需要把權限和此對象的操作進行綁定。不同級別要求應用程序行使權限的認證方式也不一樣，Normal級申請就可以使用，Dangerous級需要安裝時由用戶確認，Signature和SignatureOrSystem級則必須是系統用戶才可用。

4. 進程通信機制

基于共享內存的 Binder 實現，提供輕量級的遠程進程調用（RPC）。通過接口描述語言（AIDL）定義接口與交換數據的類型，確保進程間通信的數據不會溢出越界，如圖3所示。

圖3  進程通信機制

5. 內存管理機制

基于Linux的低內存管理機制，設計實現了獨特的LMK，將進程重要性分級、分組，當內存不足時，自動清理級別進程所占用的內存空間。同時，引入的 Ashmem 內存機制，使Android具備清理不再使用共享內存區域的能力。

正是因為Android采用多層架構，在保護信息安全的同時，也保證開放平臺的靈活性。