Android Things在 #io17

Posted 2023-02-21 王玉成的博客

文｜ 谷歌IoT开发技术专家 (GDE) 王玉成 (York Wang)

Google IO 2017圆满结束了。这次大会上，聊到了android生态系统的一系列变化，聊到了人工智能，聊到了增强现实，聊到了机器学习。Keynote中也只是简单的提到了Android Things的发布，但是Android Things相关的Session却在大会上完全铺开了。

session的亮点

今年的IO大会，为我们带来的Android Things相关的Session有7个,

• What’s new in Google’s IoT platform? Ubiquitous computing at Google
  Google的IoT平台的系统总体，以及各种技术的介绍。
• Bringing Device Production to Everyone With Android Things Android
  Things在Android生态中的地位，以及Android Things的未来。
• From Prototype to Production Devices with Android Things
  着重提到了原型开发中硬件的准备及使用方法。
• Security for IoT on Android Things
  Android Things中的安全相关的分析。
• Developing for Android Things using Android Studio 使用Android
  Studio来开发Android Things,重点介绍了与硬件相关的代码编写，Bug跟踪的过程。
• Building for enterprise IoT using Android Things and Google Cloud
  Platform 如何在企业Android Things中连接相关的云端服务，首次推出Cloud IoT Core。
• Using Google Cloud, TensorFlow, and the Google Assistant on Android
  Things Android Things使用云端的其它服务。

这七个Session把Android Things的生态，系统，开发工具，硬件开发，软件开发，安全，以及云端服务，做了全方位的介绍。对比之前公开的Android Things的相关代码以及文档，这次又提出了一些新的视角。我们一起来看看Android Things的安全，以及Cloud IoT Core这两个亮点。

安全

关于物联网的安全，是一个不容忽视，长期探讨的话题。那么Android Things又给我们带来安全相关的哪些视角呢？

从安全角度来讲，我们也需要对以下类型的攻击加以防备：

• Pervasive：这一类漏洞能够广泛的被利用，影响数以万计的物联网设备。比如之前的摄像头安全问题。
• Privileged：关于权限的问题，一直是安全方面的重点，黑客在不断的利用各种漏洞提权，厂商采用各种策略防止提权。
• Persistent:入侵一旦成功，那么这种入侵就会持久的驻留在宿主机上，甚至会控制设备重启，升级等操作。
  如果攻击者一旦获以上的三种类型的攻击之一，这种攻击给黑客带来的投资回报（ROI Return on investment）是相当丰厚的。

那么，Google从安全的角度来考虑，最好的策略是，增加攻击的成本，减少攻击的回报，减少安全防护的成本。

对于Android Things来说，安全防护，主要是来源于Android Things的系统防护，Google已经为我们考虑到了。

OS Hardening

我们应该还记得，Android系统安全性做了大量的工作。现在，这些安全措施完全平滑迁移到Android Things上了。这些措施集中在Kernel与Framework层

从操作系统层面来讲，Android Things已经为我们做了大量的工作了，那么开发者只需要申请各种权限即可。相当方便了。
这儿需要补充一下，Android Things相对于Android,更多的集中操作各种外设，总线。
做过linux bsp的人都知道，开发driver会直接影响到系统的稳定性。特别对于中断，同步，异步，锁等特性使用不当，会造成系统的不稳定性。那么，Android Things给开发者的外设接口，也极大的简化了操作系统层面的问题。只需要实现外设的基本功能即可。

OS Update

从之前的资料中，我们知道Android Things的升级完全由Google完成的。那么，在系统升级这一部分，Google又做了哪些安全措施呢？
我们先来还原一下Android Things升级的内容，

升级包括两个部分，一部分是用户开发的App,一部分是Google的OS,然后这两部分内容，都需要根据需求，完成升级。
对于系统的升级，会采用AB升级的模式，也就是把当前的系统做一个备份，如果升级不成功，那么会自动回退到先着的版本。
对于App，开发者不需要主动触发升级，最新的App会自动的安装到在线的所有设备上去。但是会留给开发者做测试的时间窗口。

另外一个要点，就是开机启动验证。

只有经过认证的系统，才能够正常启动。这一部分工作，是由bootloader完成的。那么问题来了,OEM厂商提供bootloader以及OS BSP的支持，Google提供Android Things的系统的升级，他们之间的认证，是怎样一个工作流程？

在产品开发之前，会为当前的产品原型准备一个密钥，这个密钥只能用于这个设备中。

正式产品的系统升级，采用AB式的升级模式，会备份之前的版本，并且旧版本和新版本有不同的key,如果是升级后，系统启动失败，会回退到老版本加以启动。如果是新版本启动成功，则把验证的key替换成新版本的key，老版本也就再也不能启动了。

Bootloader又是怎么去验证Key的呢？它用的还是Android Verified Boot(AVB)的机制。

关于AVB的详细介绍，请参考[https://android.googlesource.com/platform/external/avb/]

如果用户恶意的去更改验证的代码，最后会造成系统无法启动。没办法修复。

Google在系统的安全性上下足了功夫，也确实防备了之前提到的三类安全问题，用户只考虑开发中的问题即可。

Cloud IoT Core

参考去年Android Things发布的相关文章，我们还记得，当时可以用Android Things连接到云端的一些服务。现在在Google Cloud中增加了新的功能，Android Things只需要连接Cloud IoT Core，即可以完成云端的各种服务的连接。现在这部分功能处于内测阶段。我们可以先了解一下IoT Core的作用。

说到IoT Core，我们得回顾一下Google Cloud的发展：

2010年开始立足于BigQuery，从2014年开始，数据处理相关的各种服务，就慢慢登上Google Cloud，今年TPU开发完成，并且Google Cloud已经可以直接调用TPU。数据相关的各种服务，也就理所当然的用于Cloud IoT Core了。

云端数据相关的服务，一般包括数据的存储及处理。刚才我们提到的都是数据处理技术，那么，IoT与Cloud又是怎么进行数据的上传与下载的呢？
Cloud IoT Core利用MQTT协议，用于数据传输，这样可以保证节点与云端可以进行双向的数据交互。这样数据从Android Things到云端的通路完全打通。
用Device Manager来管理各个节点的工作状态，管理员可以在控制去管理一个，或者一组节点的当前运行状态，比如说关机等操作。给予管理员完全管理权限。

Cloud IoT Core提供了相当简单的设备管理操作界面。

有了这些服务的介绍，我们就能够汇总Android Things连接IoT Core的完整流程了。
整个工作流程如下：

可以前往如下链接进行申请试用 https://cloud.google.com/iot-core/

Android Things 展台

听完一些Session，我还特意跑到Android Things的展台

展台展示了一些Demo的应用。
用Android Things检测天气状况。

工作人员现场仔细讲解：

最后这一张照片，讲述的是Android Things如何用TensorFlow去识别动物。玩法是这样的，预备了两张照片，一张是猫，一张是狗。如果把猫的照片对着摄像头，然后Android Things会识别出这个动物是猫。如果照片是狗，Android Things会识别出来是狗。

结语

看完Session的技术讲解, 再看平台展示的Demo。是不是觉得Android Things会如此亲切呢？对于物联网系统的每一个环节，Google都替我们贴心的考虑到了，开发应用是如此简单。不枉今年IO之行。

Android Things的大幕在缓缓拉开。更多的期待还在未来。