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1、-论文所属栏目：计算机软件“和欣手机操作系统平台上CEM体系的研究摘要：CAR技术是面向构件的编程模型。“和欣是基于构件的操作系统，对CAR有全面的支持。为了管理CAR的执行环境，给应用构件提供一个抽象层，我们设计了CEMCAR E*ecute Manager。本文通过对CEM的整体框架和它的各个子系统的详细的研究和设计，使得“和欣对于不同需求的应用构件，都可以通过CEM平安、快捷、方便的得到自己所需的CAR。关键词：和欣；CEM；CAR；平安；管理器中图法:TP316The study of CEM system on the platform of “Elastos cell phone
2、operating systemLi Jie, Chen Rong(BasicSoftwareEngineeringCenter of Tongji university Shanghai 200092 )Abstract:CAR Technology is a ponent-oriented programming model and standard,Elastos is a ponent-based operating system, can provide all-around support to CAR, in order to manage implementation envi
3、ronmental of CAR and provide an abstraction level for the application ponents, we have designed the CEMCAR E*ecute Manager.You can get CARthrough CEM as for different application ponents.The paper firstlyintroduce the overall framework of the CEM, and then described in detail its various subsystems.
4、Key words: Elastos；CEM；CAR；security；manager0、 引言“和欣英文Elastos嵌入式操作系统是一个基于构件化软件模型的系统，构件化软件设计思想贯穿了整个系统的设计与实现中，系统实现本身就是构件模式。除内核中最底层的控制局部外，其余所有系统功能都是以构件接口的形式提供。另外，操作系统对构件化软件模型提供了必要的运行环境，来源不同的构件可以在该环境上实现互操作。系统提供了构件自动寻址/自动加载机制，用户不必知道调用的构件程序是本地的还是来自于网上，也就是说，构件运行环境可以对用户透明。构件化系统的实现，使得操作系统本身具有高度的灵活性和扩展性。“和欣采用的
5、构件技术是CAR技术。1、CAR构件技术CAR(ponent Application Run-Time)是“和欣嵌入式操作系统中使用的一种构件化技术。它定义了一套网络编程时代的构件编程模型和编程规*。它是一个面向构件的编程模型，规定了构件间相互调用的标准，包括构件、类、对象、接口等定义与构件对象的规定，使得二进制构件能够自描述，能够在运行时动态。使用CAR构件技术的主要目的是从操作系统层面上引入构件的概念，所有的效劳由构件来提供，实现软件的目标代码级的重用，为网络编程和Web Services提供了强大的支持。2、CEM系统构造PolicyCEM (CAR E*ecute Manager)运运
6、营商效劳器CAR Runtime本地存储器CEM CAR E*ecute Manager的设计目标是管理CAR的执行环境。为了给应用构件提供一个抽象层，我们设计了CEM 。对于不同需求的应用构件，CEM 都可以通过一系列步骤得到自己所需的CAR。因此，也可以这么理解CEM ：CEM 提供了应用构件在执行过程的策略。而这些策略的具体实现则有每一个独立的效劳构件来支持。图2.1给出了CEM的整体框架图图2.1 CEM的整体框架图当“和欣上的CAR在自滚动运行过程中需要新的CAR来支持时，所需的CAR是在本地还是在远程网络上，如果在网络上，下载的单位是CAR还是CAS，以及这些外来数据是否需要平安认
7、证，是否需要权限管理。不同的构件可能有不同的选择。这就需要CEM来进管理。 CEM由Cache模块、Cache Manager模块、Security模块、Security Manager模块、DownLoad模块和User Permission Manager构成，图2.2给出了其层次构造图。User Permission ManagerCacheSecurityCache ManagerDownLoadSecurity ManagerAPPCEM (CAR E*ecute Manager)图2.2系统层次构造图3、子系统的构造与功能3.1、Cache模块根本功能：设置和获取Cache的最大容
8、量；获取Cache使用空间状况；添加、删除、查询构件。设计原则：提供最小粒度的功能，不考虑策略、平安等管理；以URL为管理单位。优点：灵活，可扩展，为自滚动运行提供了良好的支持。缺点：如果不知道URL时，在Cache中对存储单位的操作比较复杂。、存储单位在“和欣上开发的构件，最后发布的时候有两种形式：CAR和CAS(CAR Application Suite)。以CAR形式发布的构件，在本地无须进展平安认证工作。同时，这些独立的CAR一般可以免费无期限使用。以CAS包的格式发布的构件，在本地需要进展平安认证和期限检查工作。而且，下载的是压缩包，而最终使用的时候是解压缩后的文件，因此，解压之后，
9、会将对应的包删除。在Cache中我们默认的存储单位是：CAS解压包。、索引表在Cache中，我们维护了一个二进制文件用来描述Cache的信息。该二进制文件是一*索引表，该表记录了每一个单位对应的本地存储路径。该表只有两个属性，一个是URL，一个是Path。以URL为唯一标识符它描述的是Cache中的存储单位。格式如下：260 260URLPath、URL描述格式和加载方式在构件的开发过程中，开发人员可以指定加载方法是以包为单位的加载，还是直接加载。例如，我们在开发Hello.car的时候，可以有两种方式描述其URL。一种方式是该构件以CAR为单位发布时，URL为普通的格式：/elastos./
10、CAR/Hello. car；另一种方式是该构件以CAS为单位发布时，URL的描述为“包的URL.构件名，如：/elastos./CAR/Hello.CAS?Hello.dll。如果一个包中有多个构件，则描述方式与上述类似，只是将“.后面改为该构件的名称。因为存在两种描述方式，所以必须对构件的加载方法进展扩*。如果URL以CAR为单位，则使用Instantiate()来初始化构件接口指针。如果以CAS为单位，则使用新增的InstantiateE*()来初始化构件接口指针。、判断一个CAR是否在Cache存在的算法有两种情况下应用程序会向Cache询问是否存在所需的CAR：l 用户主动需求*个C
11、ARl 构件在自滚动运行过程中主动加载新的CAR无论上述哪种情况，其算法都一样，如下：假设在自滚动运行中，1.CAR需要2.CAR。1. 1.CAR向CEM提出效劳；2. CEM调用CACHE构件，到索引表匹配2.CAR的URL，如果不存在URL，则说明2.CAR不在Cache中，直接返回结果给CEM，由CEM决定下一步；3. 如果索引表中存在URL，而其对应的Path就是最终的全路径，则将结果直接返回给CEM；4. 如果URL所对应的Path是一个包的路径，则在Path路径后添加“/2.CAR即为2.CAR的最终全路径，再将结果返回给CEM。、重命名Cache对下载的文件进展存储的时候，默认
12、的都是以该文件原先的名字作为存储的名字，但有时候，不同的开发商开发的构件或构件包可能会取一样的名字。1、新添的URL已经存在于索引表中：Cache是以URL为单位进展管理的，这种情况下，会直接覆盖当前的本地路径的文件；2、新添的URL不在索引表中，但存储单位的名字和本地冲突：存储单位的新名字存储单位就名字_随机数。3.2、Security模块、密码学密码学接口提供了各种密码学算法的实现，包括加密，解密等接口和方法。、认证和授权所谓认证，是指“验证用户就是他或者她所宣称的那个人；所谓授权，是指“保证允许他或者她所要求的资源；认证和授权是整个平安体系中关键的两个局部，它们有效防止了构件从网路到本地
13、的过程中被篡改，并对本地资源操作的级别进展控制。、CAS和CAD在认证和授权中，最关键的就是开发商应当发布什么样的数据包，也就是说，这个数据包的格式是如何定义的。我们借鉴了J2ME中MIDP平安体系采取的JAR和JAD方式，对应的给出了CAS(CAR Application Suite)和CAD(CAR Application Definition)。CAS为执行资源包，即该构件能够运行所需的的所有非系统资源的压缩包。CAD为描述文件，即描述CAS中含有哪些资源，这些资源是否经过平安保护，这些资源的内部关系的外部文件。理论上CAD和CAS是一一对应关系。其中CAD是一个纯文字的描述文档，所以，
14、内部都是一些属性和属性值。在“和欣上，CAD的文件格式参考了PE文件格式的特点，内部属性定义参考了JAD的内容。它的文件格式包括文件头Header、段表Section Table、段实体Section。而CAS除了包含CAR以及其他相关的类别文件辅助类和函数库之外，还包含：1.资源文件 CAR运行时所需的资源，如图片、文件，只要不是类别，都称作资源。类别文件不能作为资源来使用；2.清单文件(Manifest File)用来描述一个CAS的根本文件，以及该CAS内的CAR需要辅助CAR的相关资源类别文件、图标、函数名的内部文件存在于CAS内。因此，我们大致可以归纳出底下的图3.1：CASCAR
15、1CAR nCAR 2资源文件类别文件清单文件资源文件资源文件类别文件图3.1 CAS与CAR关系图从图中可以看出，每一个CAS之中可以包含许多CAR。而且处于同一个CAS的CAR彼此之间可以共享资源文件和类别文件，但处于不同的CAS之间的CAR无法共享任何的类别与资源。、消息摘要消息摘要是平安体系接口中最简单的标准引擎，由此，创立和验证数字签名的第一个环节得以正常实现，而且这也是该体系中最重要的目的之一。但是，由于消息摘要只能在一定程度上验证数据是否被篡改，所以它还谈不上是一个“群众型的平安手段，其在“和欣中的应用还是很有限的。、数字签名数字签名也是“和欣平安体系构造中关键的一环，因为“和欣的平安机制是由它提供的：用户可以通过数字签名确信*个构件确实和提供者提供时是一样的。这样用户就可以不用担忧其在远程传输过程中被篡改。、数字证书和密钥密钥是许多加密算法中必不可少的组成局部，密钥对于创立和验证数字签名或者实现加密更是至关重要。不同的算法需要不同的密钥。目前最主要的有两种：对称密钥和非对称密钥。证书主要是用于公开密钥的鉴别。通常将公开密钥放在证书中实现传输。可以基于证书的根底上，根据PKI，搭建CA。密钥和证书通常与*个人或*个机构相关联，而且密钥的保存、传输和共享是平安体系中很重要
