如何将Android带入互联网数字家庭(4)

原文地址：http://blogs.arm.com/software-enablement/533-%e5%a6%82%e4%bd%95%e5%b0%86android%e5%b8%a6%e5%85%a5%e4%ba%92%e8%81%94%e7%bd%91%e6%95%b0%e5%ad%97%e5%ae%b6%e5%ba%ad-%e7%ac%ac%e5%9b%9b%e7%af%87/

在第一篇中，我们分享了数字家庭软件平台的发展趋势和特点；
在第二篇中，我们归纳了将Android移植到电视、机顶盒平台需要面对的五大技术挑战并重点探讨了挑战1 ： 符合电视体验的2D/3D图形性能和用户交互模式方面的挑战。

在第三篇中， 我们探讨了更多的挑战， 包括“适合大屏的丰富多媒体影音体验”，“如何集成数字电视相关功能”， “如何推动应用开发者开发适合于TV的Android应用”；
在本篇中，我们将一起来关注在内容保护/系统安全方面的挑战以及Android TV和GoogleTV的一些简单对比。

• 挑战 5 ： 如何部署内容保护：
  • 如何部署CA?
  • 如何部署DRM？

在第三篇中，我们已经谈过对CA模块的集成；由于CA模块由各个CA公司严格控制，而且CA模块的系统集成由CA公司主导；因此技术上没有太多挑战；更多的挑战在于如何将CA相关的API标准化。 相对与CA， DRM在Android上走的更远一点， Android 3.0增加了DRM相关的API。 图一表述了Android3.0是如何实现DRM API的。

图一 Android 3.0 实现DRM

从上图可以看出， Android3.0实现了一套Java Level的DRM API， 同时也实现了一个C/C++ level的DRM Manager。各个具体DRM策略的实现则是以Plug In的方式link到DRM Manager。 具体的DRM Plug In由各个系统厂商根据实际需要来实现；而应用开发者则可以根据标准化的DRM API来开发相关的应用。

在实现DRM的过程中， ARM架构级的安全技术TrustZone可以从硬件架构层面加固DRM的安全性。 那么什么是TrustZone呢？ 简单点讲TrustZone是系统架构级别的安全技术， 它将整个SoC虚拟成“普通世界（Normal World）”和“安全世界（Security World）”两个模式。在“安全世界模式”下，系统可以访问所有的资源，包括配置为“安全”和“非安全”的数据存储/内存/外设等；而在普通世界模式下只能访问配置为“非安全”的资源。图二表述了TrustZone的架构。

图二 TrustZone技术

从上图中，我们可以看到通用的操作系统，比如Android、Ubuntu、ChromeOS、Windows，Symbian等等都运行在“普通世界”，而需要安全加密的服务则运行在“安全世界”， 包括加密用的根密钥都储存在“安全世界”。“普通世界”运行的软件无法访问“安全世界”的资源，包括被配置为“安全”的数据存储/内存/外设的设备。图三从系统架构的角度描述TrustZone是如何工作的。

图三 TrustZone的系统架构

从图三，我们可以看出系统中的设备被分为“普通（Normal）”， “安全（Secure）”， “可配置（Switchable）”三类。因此， TrustZone从系统级别阻断了“普通世界”对“安全”资源的访问，从根本上增强了系统的安全性。一个很典型的例子是：在我们现在的智能手机上，通过触摸屏输入密码，无论运用什么加密方式来传递这个密码，这些数据始终是在手机操作系统中流动，依旧有被hack的危险。而如果使用TrustZone技术，则可将LCD Controller设置为“可配置”，当用户需要输入密码的时候，可将LCD Controller设置为“安全”， 这样手机操作系统就无法访问该设备，而所有的数据流会直接进入“安全世界”；当用户输入密码结束，再将LCD Controller切回“普通”，这样手机操作系统又可以正常使用它。
具体到如何将TrustZone技术应用到DRM， 图四给出了一个用TrustZone来加密DRM的流程图。

图四 利用TrustZone加密DRM

到这里，我们已经讨论完了将Android带入互联网数字家庭的五大挑战；下面我们来看看Android TV 和 GoogleTV之间的一些对比。

事实上， ARM的合作伙伴有三个方式部署以Android为base的智能电视：

第一，直接与Google合作通过license GoogleTV， 成为GoogleTV的leading partner；

第二，等待Google开源GoogleTV项目；

第三，将已经开源的Android版本定制移植到电视平台（我的这四篇博文都围绕着这个选项进行）。

那么， GoogleTV和Android TV有什么区别呢？

众所周知， GoogleTV是以Android为Base。第一代GoogleTV（也就是所

谓GoogleTV 1.0）是以Android2.1为base；而第二代GoogleTV（GoogleTV 2.0）则将Android base的版本更新到3.1。根据Android最新的路线图，Google将在Ice Cream Sandwich中形成一个适用于电话，平板，电视三类产品的统一的版本。

GoogleTV 1.0去年已经上市， GoogleTV 1.0的软件架构是以双系统架构为基础：GoogleTV Android系统 + DTV系统。 DTV系统由电视系统厂商来开发，一般会选择重用已有的DTV系统； GoogleTV系统部分则主要关注WebTV的功能上，同时也增加了和DTV系统通讯的控制模块。

GoogleTV虽然是以Android为基础，但是Google对此做了大量针对电视应用的修改和优化，包括浏览器升级为Chrome，提升2D/3D Graphic的性能，改进多媒体框架（支持Dual View）,优化Flash Plug in，新的Home Screen 和 UI Layout等等。但是由于双系统的设计，GoogleTV内没有实际DTV的功能模块，只有一些对DTV系统进行控制的通讯模块，包括对外部输入的控制等等。因此在GoogleTV演化成单系统之前， GoogleTV的SDK中很难加入对DTV功能的API的支持。

从GoogleTV的发展趋势来看， GoogleTV会向单系统方案进化。实际上，多家ARM的电视芯片合作伙伴已经在和Google合作GoogleTV项目，相关的产品会陆续上市。另外， Google也有计划逐步发布GoogleTV的开发工具，包括GoogleTV SDK和NDK以及相关的CTS和CDD。

另外，当ARM的合作伙伴选择自己定制移植Android到电视/机顶盒平台时， 我们一般都建议他们从架构层面考虑下面两点：

第一，如何使得定制化的工作能够适应Android版本的快速变化？

第二，当GoogleTV开源后，如何能快速的重用在Android TV上的工作？

当考虑清楚上述两个问题后，可以减少Android TV开发过程的风险，

应对Android版本的快速变化和GoogleTV的可能性开源！

最后， 我想和大家分享的是，今天，不断涌现的新的互联网设备，如智能手机，平板已经让人们花在电视前的时间越来越少， 如果不重新定义电视，如果电视不走互联化，智能化之路， 电视将没有未来！在这个过程中， Android的出现可以极大的加速数字家庭的互联智能化的进程，使其迅速与其他智能设备在家庭中实现互通融合，实现真正的智能家庭！