趙學(xué)軍，梁柏青，羅 喧，魏穎琪

（1.中國(guó)電信集團(tuán)公司 北京100032；2.中國(guó)電信股份有限公司廣東研究院 廣州510630）

1 引言

隨著智能終端在手持設(shè)備領(lǐng)域的快速普及，用戶需求和技術(shù)發(fā)展相互作用，推動(dòng)終端向著更高速計(jì)算、更智能化方向發(fā)展。集成了多核處理器和圖形處理器的通用手機(jī)硬件平臺(tái)，提升了終端處理高速計(jì)算、多任務(wù)和高速瀏覽的能力，也導(dǎo)致了終端硬件能力趨于同質(zhì)，在整體功耗和電池技術(shù)沒有突破的情況下，在用戶主動(dòng)選擇方面，使用者將更關(guān)注硬件核心平臺(tái)之外的周邊能力，包括新型的人機(jī)交互體驗(yàn)、系統(tǒng)軟件的開放性和應(yīng)用開發(fā)環(huán)境、終端自有應(yīng)用和硬件設(shè)計(jì)的結(jié)合度、更完善的終端信息安全技術(shù)、第三方應(yīng)用的豐富性和近場(chǎng)通信等。

在運(yùn)營(yíng)商和業(yè)務(wù)提供商的主動(dòng)引導(dǎo)方面，隨著3G的普及和4G網(wǎng)絡(luò)的引入，移動(dòng)數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)日益拓寬，資費(fèi)日益優(yōu)惠，網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)驅(qū)使服務(wù)提供者將傳統(tǒng)應(yīng)用向云部署轉(zhuǎn)移，以激發(fā)更高的管理效益和更優(yōu)的經(jīng)濟(jì)利益，以云服務(wù)形式提供的業(yè)務(wù)也迫使用戶改變傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)訂購(gòu)和使用模式。在終端硬件平臺(tái)進(jìn)入瓶頸和同質(zhì)化后，終端設(shè)備商和運(yùn)營(yíng)服務(wù)提供商通過解決上述關(guān)鍵技術(shù)，為用戶提供更有針對(duì)性和差異化的整體化解決方案，將是未來(lái)一個(gè)階段的核心競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)。

2 人機(jī)體驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)分析

智能終端人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展方向是多通道自然語(yǔ)言交互、大容量輸入和簡(jiǎn)化的操作步驟。在硬件方面，觸摸屏面板和控制器向著高精度、多點(diǎn)觸控和高靈敏度方向演進(jìn)；在軟件方面，綜合觸摸滑動(dòng)、話音和視頻等多通道輸入模式，通過云端的人工智能支持更深層面的用戶操作意圖感知，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)終端更智能、更便捷的操控。本文對(duì)近期可見的人機(jī)交互新技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

2.1 免接觸交互技術(shù)

2012年3月，索尼移動(dòng)推出了第一臺(tái)裝載賽普拉斯公司(Cypress)“浮空懸?！盩rueTouch觸摸屏的新索尼Xperia Sola手機(jī)（MT27i），該技術(shù)可以在15 mm內(nèi)感應(yīng)和跟蹤觸摸屏表面上的手指懸停，使用者無(wú)須直接觸碰手機(jī)屏幕，手指懸浮半空即可操控，如圖1所示，如鼠標(biāo)般選取項(xiàng)目，其后再以觸碰確定。TrueTouch帶來(lái)了兩個(gè)手機(jī)操控體驗(yàn)的重要革新：使用者像使用鼠標(biāo)一樣選取屏幕上微小的鏈接，驅(qū)動(dòng)手機(jī)應(yīng)用界面開發(fā)者采用更緊湊的內(nèi)容布局，方便了個(gè)人電腦直接虛擬化到手機(jī)上的傳統(tǒng)Windows應(yīng)用的使用；使用者即使冬天帶著手套，也可以使用電容屏技術(shù)手機(jī)。

2.2 新一代電容屏輸入筆

目前，市場(chǎng)上大量使用電阻式、電容式和電磁式觸控面板和控制器產(chǎn)品。電阻屏技術(shù)通過多層屏幕結(jié)構(gòu)上的壓力觸發(fā)電阻薄膜層的電阻信號(hào)變化，通過計(jì)算觸點(diǎn)的位置，模擬鼠標(biāo)的方式運(yùn)作，電阻式觸控屏幕在工作時(shí)每次只能判斷一個(gè)觸控點(diǎn)，僅適用于點(diǎn)擊、拖拽等一些簡(jiǎn)單動(dòng)作。電容式觸控技術(shù)利用人體的感應(yīng)電流進(jìn)行工作，通過對(duì)多個(gè)電流比例的精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置，電容式觸摸屏支持多點(diǎn)觸控、操作直觀、體驗(yàn)更具趣味性，在防塵、防水、耐磨等耐用性方面相對(duì)電阻屏有所提升，但是精確度不高，而且易受溫度和濕度等環(huán)境影響。電磁感應(yīng)觸摸屏是靠電磁筆（信號(hào)發(fā)射端）和面板下的感應(yīng)器（信號(hào)接收端）產(chǎn)生磁場(chǎng)變化來(lái)計(jì)算接觸位置點(diǎn)，電磁式觸控面板定位精度高、反應(yīng)敏捷，并擁有Z軸感應(yīng)能力，適合繪圖、手寫等場(chǎng)合，但是依賴于電磁感應(yīng)式的觸摸，不能用手操作。

人們一直在努力改善觸摸屏的控制技術(shù)，希望以電容式觸摸屏為基礎(chǔ)，結(jié)合3種觸摸屏的體驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，使用既支持手指多點(diǎn)觸控，又支持高精準(zhǔn)定位能力的觸控筆，向耐用、防水和免接觸方向發(fā)展。早期，人們開發(fā)了在屏幕上覆蓋較大面積的電容式觸控筆技術(shù)，可以支持3～4 mm的觸控筆，隨后又開發(fā)了電阻式觸控筆替代方案，它的尖細(xì)筆頭和許多書寫筆一樣能正常書寫，使用者能看到筆尖周圍的屏幕畫面，因此允許采用搭載更高精準(zhǔn)度手繪與書寫功能的小尺寸屏幕。目前主要向以下兩種技術(shù)方向演進(jìn)。

·普拉斯公司的TrueTouch技術(shù)，在同一控制芯片上提供可動(dòng)態(tài)切換的自感及互感電容感應(yīng)的觸摸屏控制技術(shù)，支持精準(zhǔn)度達(dá)1 mm的筆尖感測(cè)設(shè)計(jì)。

·電容和電磁屏控制器的結(jié)合，在手寫筆頭處安裝磁頭，即使不接觸屏幕也可以讓用戶準(zhǔn)確定位小屏幕手機(jī)上的按鈕。

2.3 用戶操作意圖感知技術(shù)

智能終端的輸入向著以用戶操作意圖智能感知技術(shù)為核心的新型人機(jī)交互界面技術(shù)方向發(fā)展，目前主要包括兩種通道技術(shù)：話音輸入和劃指文本感應(yīng)輸入技術(shù)。

話音輸入是以云識(shí)別為基礎(chǔ)的智能話音輸入法，典型代表為蘋果的Siri話音控制平臺(tái)，支持自然語(yǔ)言輸入，并且可以調(diào)用日程安排、天氣和搜索等終端自有應(yīng)用，并通過學(xué)習(xí)用戶的聲音和語(yǔ)調(diào)，完善對(duì)話式的操作交互。Siri在前端采用話音識(shí)別以及話音合成技術(shù)，不需要輸入者遵循嚴(yán)格的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)和格式；在后端結(jié)合知識(shí)搜索和網(wǎng)頁(yè)搜索技術(shù)，通過人工智能系統(tǒng)分析用戶語(yǔ)義，完成人機(jī)交互和系統(tǒng)功能的調(diào)用。

劃指文本感應(yīng)輸入技術(shù)以語(yǔ)言云計(jì)算為核心技術(shù)，對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)上以漢語(yǔ)言文字為載體的信息進(jìn)行高效的查詢、抽取、類聚和過濾。用戶通過終端的智能輸入法隨心所欲地輸入所需要的服務(wù)，終端的智能語(yǔ)義識(shí)別系統(tǒng)將動(dòng)態(tài)識(shí)別用戶的需求，再提交給本機(jī)或云端服務(wù)器進(jìn)行處理，處理結(jié)果實(shí)時(shí)反饋給用戶。該技術(shù)將手機(jī)的默認(rèn)界面或開機(jī)界面設(shè)置為文本編輯交互窗口，直接手寫/輸入導(dǎo)入手機(jī)業(yè)務(wù)或定位內(nèi)容，功能與內(nèi)容有機(jī)集成，變用戶的二次操作為一維操作，通過文本主導(dǎo)功能技術(shù)智能感知用戶輸入的內(nèi)容，根據(jù)用戶的輸入預(yù)測(cè)其下一步的操作意圖，從而直接自動(dòng)調(diào)用相關(guān)功能，盡量避免用戶選擇多余的功能。文本感應(yīng)技術(shù)具備人性化的學(xué)習(xí)能力，可以根據(jù)用戶習(xí)慣動(dòng)態(tài)調(diào)整功能，自動(dòng)優(yōu)先顯示高頻的功能調(diào)用與內(nèi)容查找需求，可以自由地對(duì)每一個(gè)功能程序隨意設(shè)定不同的關(guān)鍵詞，通過不同文本輸入感應(yīng)這些關(guān)鍵詞，以達(dá)到多方位檢索功能程序的目的。目前，劃指文本感應(yīng)輸入技術(shù)的代表為Winguo輸入法。

3 終端應(yīng)用開發(fā)環(huán)境分析

2011年，Android占智能手機(jī)市場(chǎng)總額的49%[4]，近乎半壁江山，iOS憑有限的幾款機(jī)型占有總額的19%[1]。余下的30%，Symbian漸行漸遠(yuǎn)，黑莓陷于停滯，Bada主攻低端市場(chǎng)，Windows Phone姍姍來(lái)遲。未來(lái)一兩年內(nèi)，智能手機(jī)平臺(tái)仍將由iOS和Android主導(dǎo)，不確切的是第三是誰(shuí)，它的份額能有多少，能從Symbian和黑莓手中獲得多少用戶。

Android出貨量持續(xù)增長(zhǎng)，但從開發(fā)者那里卻傳出相反的信息。根據(jù)IDC的調(diào)查數(shù)據(jù)[2]，2012年第一季度開發(fā)者對(duì)Android手機(jī)的興趣下降了4.7%～78.6%，對(duì)Android平板電腦的興趣下降了2.2%～65.9%。在移動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)中，更多的用戶促使更多的開發(fā)者開發(fā)更多的應(yīng)用，更多的應(yīng)用吸引更多的用戶，形成正反饋循環(huán)。為何隨著Android手機(jī)的增加，開發(fā)者興趣反而下降？主要原因是Android碎片化嚴(yán)重，增加開發(fā)成本，開發(fā)者對(duì)跨平臺(tái)技術(shù)以期待持續(xù)增加，以分流對(duì)Android平臺(tái)的直接關(guān)注。

3.1 碎片化的影響

下面以Android為例，分析平臺(tái)碎片化對(duì)開發(fā)的影響。Android碎片化一直備受詬病，但BREW和Symbian情況更為嚴(yán)重。Google公司通過兼容性測(cè)試套件（CTS）和兼容規(guī)范文檔（CDD），規(guī)范設(shè)備硬件規(guī)格，確保設(shè)備使用API的一致性，并實(shí)施越來(lái)越嚴(yán)格的控制。

3.1.1 平臺(tái)版本碎片化的影響

根據(jù)維基百科的資料[3]，截至2012年3月1日，Android各版本分布比例見表1。

表1 Android 各版本分布比例

Android版本的快速演進(jìn)只是造成版本眾多的原因之一，更關(guān)鍵的是Android平臺(tái)沒有像蘋果那樣提供系統(tǒng)在線一鍵升級(jí)的功能，除個(gè)別發(fā)燒友外，極少用戶會(huì)更新系統(tǒng)。目前，開發(fā)一款應(yīng)用需兼容2.x～4.x的三大版本。Google公司努力確保API的前向兼容，但對(duì)底層進(jìn)行開發(fā)和使用新版本提供的新功能時(shí)，開發(fā)者不得不對(duì)各版本進(jìn)行優(yōu)化，以確保兼容。

3.1.2 設(shè)備碎片化的影響

任何非單一制造商的平臺(tái)都會(huì)面臨設(shè)備碎片化的問題，Android尤為嚴(yán)重。平臺(tái)供應(yīng)商追求統(tǒng)一體驗(yàn)，終端制造商希望打造特色，通過差異化獲取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，兩者之間存在矛盾。

由于終端制造商無(wú)法跟上Google版本飛速的研發(fā)腳步，Google對(duì)平臺(tái)實(shí)施越來(lái)越嚴(yán)格的控制，差異化空間不斷被擠壓。終端制造商越來(lái)越只關(guān)心手機(jī)的銷售，而非售后的維護(hù)，對(duì)吸引新的應(yīng)用開發(fā)者缺乏熱心。

即便同一制造商，不同系列或型號(hào)手機(jī)在硬件性能，特別是屏幕尺寸的差異，導(dǎo)致應(yīng)用的用戶體驗(yàn)可能不一致，增加了開發(fā)者適配的工作量。

3.1.3 平臺(tái)碎片化的影響

平臺(tái)碎片化包括對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范支持程度的差異以及官方版本和分支版本的差異。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范支持度差異最顯見的例子是HTML5，不同平臺(tái)對(duì)HTML5的支持程度不同。但隨著規(guī)范的成熟和技術(shù)的發(fā)展，在未來(lái)將得到克服。

官方版本和分支版本的差異則相反，如同一棵樹隨著時(shí)間不斷生長(zhǎng)，分枝和主干之間、分枝和分枝之間的距離越拉越大。以開源的Android為例，存在多個(gè)分支，有亞馬遜的kindle fire、中國(guó)移動(dòng)的Ophone、百度的易平臺(tái)等。這些分支是從某個(gè)特定的官方版本上發(fā)展，加入開發(fā)者的主營(yíng)業(yè)務(wù)API以及本地化需求實(shí)現(xiàn)的。官方版本的應(yīng)用一般可在分支版本上運(yùn)行，單分支版本所依賴的基礎(chǔ)官方版本的更新會(huì)有明顯的滯后；分支版本上的特色應(yīng)用通常不能在官方版本上運(yùn)行。發(fā)展到最后，恐怕需要認(rèn)真思考，是作為分支還是獨(dú)立出來(lái)。

3.2 跨平臺(tái)開發(fā)環(huán)境

J2ME和WAP作為跨平臺(tái)技術(shù)在功能手機(jī)時(shí)代已存在，J2ME是中間件，WAP是Web方式。隨著智能手機(jī)的普及，移動(dòng)開發(fā)者越來(lái)越多，希望能夠通過跨平臺(tái)技術(shù)，確保應(yīng)用可在不同平臺(tái)和設(shè)備上運(yùn)行。

移動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的控制點(diǎn)關(guān)鍵在于開發(fā)環(huán)境控制和應(yīng)用發(fā)布控制，前者是對(duì)API的管控，后者是對(duì)應(yīng)用商店的持有，本質(zhì)都是對(duì)平臺(tái)的控制，平臺(tái)決定API，原生應(yīng)用商店具有天然的優(yōu)勢(shì)。Apple和Google通過牢牢掌控平臺(tái)，進(jìn)而控制整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。如果在平臺(tái)上難以突破，應(yīng)換個(gè)思路，繞開平臺(tái)，直接控制應(yīng)用。對(duì)于大型互聯(lián)網(wǎng)商、OEM和運(yùn)營(yíng)商來(lái)說，跨平臺(tái)技術(shù)可以繞開底層操作系統(tǒng)，控制應(yīng)用開發(fā)環(huán)境和建設(shè)新發(fā)布渠道，是獲取生態(tài)系統(tǒng)話語(yǔ)權(quán)的希望。

下面對(duì)跨平臺(tái)開發(fā)技術(shù)進(jìn)行分析。

3.2.1 通過跨平臺(tái)中間件提供統(tǒng)一的API

由于功能手機(jī)支持J2ME，J2ME在裝機(jī)量上最高。但J2ME碎片化非常嚴(yán)重，開發(fā)者對(duì)它所謂的“寫一次就可隨處運(yùn)行”失去信心。J2ME背后缺乏大公司的支持，沒有建立有效的應(yīng)用商店為開發(fā)者帶來(lái)收益，而開發(fā)者學(xué)習(xí)和熟悉J2ME所需時(shí)間長(zhǎng)、成本高、收益低，隨著智能移動(dòng)開發(fā)環(huán)境和新移動(dòng)應(yīng)用商務(wù)模式的興起，開發(fā)者對(duì)J2ME逐漸失去興趣。

QT是跨平臺(tái)的應(yīng)用和UI框架，以C++開發(fā)為主，可結(jié)合Web技術(shù)（HTML、CSS、JavaScript）。2008年被Nokia收購(gòu)，Nokia為QT引入移動(dòng)API，集成Web Kit引擎，使QT應(yīng)用可在手機(jī)上運(yùn)行。Nokia最初將QT定位為智能手機(jī)產(chǎn)品的應(yīng)用框架，在Symbian和MeeGo中使用。2011年初，Nokia和微軟結(jié)盟，宣布Nokia的智能手機(jī)將全部采用Windows Phone操作系統(tǒng)。自此Nokia將Symbian開發(fā)逐步轉(zhuǎn)為維護(hù)，并在推出唯一一款MeeGo手機(jī)N90后，終止對(duì)MeeGo的支持。隨著Nokia放棄對(duì)移動(dòng)平臺(tái)的掌控，轉(zhuǎn)而擁抱微軟平臺(tái)，QT在移動(dòng)終端的進(jìn)展停頓。

3.2.2 通過移動(dòng)虛擬化技術(shù)跨平臺(tái)部署

移動(dòng)虛擬化技術(shù)示意如圖2所示。移動(dòng)虛擬化允許其他操作系統(tǒng)或虛擬機(jī)同時(shí)運(yùn)行在移動(dòng)設(shè)備上，創(chuàng)建安全、獨(dú)立、可并行的軟件運(yùn)行環(huán)境。通過移動(dòng)虛擬化技術(shù)，可在同一手機(jī)上同時(shí)提供個(gè)人環(huán)境和商務(wù)環(huán)境，主系統(tǒng)為個(gè)人環(huán)境，客系統(tǒng)為商務(wù)環(huán)境，與個(gè)人環(huán)境相隔離，需安裝有安全保障的信任應(yīng)用。

例如在Android系統(tǒng)上可通過VMware虛擬化技術(shù)，提供Windows Mobile系統(tǒng)。移動(dòng)通信、個(gè)人娛樂時(shí)，使用主系統(tǒng)Android上的應(yīng)用；遠(yuǎn)程辦公、金融服務(wù)時(shí)，使用客系統(tǒng)Windows Mobile的應(yīng)用。

開發(fā)者只需在某個(gè)系統(tǒng)上開發(fā)，通過移動(dòng)虛擬化技術(shù)將系統(tǒng)加載到手機(jī)原有平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的部署。但這種方式，目前使用范圍很少，多用于企業(yè)辦公，主要確保商務(wù)系統(tǒng)的安全，而安全保障通過其他機(jī)制提供，將在后面分析。

3.2.3 Web技術(shù)提供統(tǒng)一的API

在Web技術(shù)中，最矚目的無(wú)疑是HTML5。HTML5由W3C和WHAT工作組制定標(biāo)準(zhǔn)，得到Google、Apple、Opera、IBM、Microsoft、Mozilla等公司的大力支持。HTML5增加離線存儲(chǔ)、2D圖像能力、視/音頻流、地理位置、訪問手機(jī)攝像頭和傳感器，使Web應(yīng)用化，可和應(yīng)用一樣安裝在智能終端上。

HTML5的支持構(gòu)建在Web引擎上。希望在移動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)上獲取話語(yǔ)權(quán)的公司，只需要對(duì)Web引擎（如開源的Web Kit）進(jìn)行改造，提高性能，通過HTML5標(biāo)準(zhǔn)提高用戶體驗(yàn)、交互能力和離線能力，建立應(yīng)用商店，發(fā)展生態(tài)環(huán)境，將硬件適配、電源優(yōu)化等問題交由底層操作系統(tǒng)處理。因此，HTML5不僅吸引應(yīng)用開發(fā)商，也吸引OEM廠商、互聯(lián)網(wǎng)公司和運(yùn)營(yíng)商。

運(yùn)營(yíng)商可提供小額支付類API、話音/短信等網(wǎng)絡(luò)API；互聯(lián)網(wǎng)商可提供云服務(wù)，向開發(fā)者開放云服務(wù)API；OEM可以通過底層硬件加速等方式，提高HTML5的性能。HTML5可降低iOS和Android的平臺(tái)影響力，但并不等同增加自身籌碼。希望通過HTML5發(fā)展生態(tài)系統(tǒng)的公司需協(xié)調(diào)好API標(biāo)準(zhǔn)化和擴(kuò)展化之間的關(guān)系。

提供特色功能的擴(kuò)展API是互聯(lián)網(wǎng)商和運(yùn)營(yíng)商服務(wù)的延伸，擴(kuò)展服務(wù)的覆蓋面，發(fā)展長(zhǎng)尾應(yīng)用，提高服務(wù)能力。但這些擴(kuò)展API必然捆綁某個(gè)運(yùn)營(yíng)商或者某個(gè)云服務(wù)，從而帶來(lái)跨運(yùn)營(yíng)商、跨互聯(lián)網(wǎng)商的新問題。要跨平臺(tái)就要標(biāo)準(zhǔn)化，而特色功能無(wú)可避免存在綁定。關(guān)鍵是如何處理好兩者關(guān)系，利用特色功能在眾多競(jìng)爭(zhēng)者中突圍而出，吸引用戶和開發(fā)者。

3.2.4 開發(fā)工具對(duì)跨平臺(tái)支持

Web是跨平臺(tái)的技術(shù)，可通過Web和原生應(yīng)用的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)代碼庫(kù)的統(tǒng)一，主要分為嵌入模式和解析模式兩類。

嵌入模式是在原生應(yīng)用中嵌入公共通用運(yùn)行環(huán)境，即Web運(yùn)行環(huán)境，支持對(duì)Web腳本語(yǔ)言的解析，實(shí)現(xiàn)Web部分代碼的共享。例如Android允許通過Web View實(shí)現(xiàn)Web嵌入，但嵌入方式會(huì)降低應(yīng)用的性能。

解析模式和嵌入模式相反，通過開發(fā)工具對(duì)同一代碼進(jìn)行編譯，生成不同平臺(tái)的原生應(yīng)用，適配不同平臺(tái)的同時(shí)保證代碼庫(kù)相同。這些開發(fā)工具有Appcelerator、PhoneGap、RhoMobile、Sencha、the M Project等。編程代碼語(yǔ)言一般是Web腳本，支持HTML、CSS、JavaScript，有些工具還提供自己的擴(kuò)展。解析模式實(shí)現(xiàn)Web業(yè)務(wù)的原生應(yīng)用化，可將現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用快速引入手機(jī)，同時(shí)解決跨平臺(tái)開發(fā)問題。

4 終端平臺(tái)安全技術(shù)分析

4.1 智能手機(jī)面臨的安全挑戰(zhàn)

手機(jī)是人們身上最重要的設(shè)備，在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)新時(shí)代智能手機(jī)取代原來(lái)的功能手機(jī)，為人們提供豐富多彩的應(yīng)用，但同時(shí)也帶來(lái)巨大的安全隱患。智能手機(jī)的危險(xiǎn)性在于其使用相對(duì)功能手機(jī)更開放的操作系統(tǒng)，能夠通過網(wǎng)絡(luò)安裝各種第三方的應(yīng)用，由于第三方的應(yīng)用和用戶的敏感信息存活在同一設(shè)備和同一個(gè)操作系統(tǒng)上，第三方應(yīng)用有可能接觸到或非法使用用戶個(gè)人隱私的財(cái)務(wù)信息。

用戶的智能手機(jī)既用于個(gè)人生活，也用于工作，智能手機(jī)上有用戶工作往來(lái)的電子郵件；有親友聯(lián)系方式、照片以及私密聊天記錄；有銀行的交易提醒，如銀行的轉(zhuǎn)賬提醒短信、信用卡消費(fèi)記錄短信，甚至是工資發(fā)放短信。更危險(xiǎn)的是，智能手機(jī)逐步往支付方面發(fā)展，用戶利用智能手機(jī)可以使用運(yùn)營(yíng)商/服務(wù)提供商提供的收費(fèi)服務(wù)，或者進(jìn)行網(wǎng)購(gòu)和消費(fèi)，一旦手機(jī)丟失或者被惡意軟件利用，用戶直接面臨財(cái)務(wù)損失。

因此，有預(yù)言稱，未來(lái)幾年智能手機(jī)的安全問題將大爆發(fā)，成為制約智能手機(jī)支付、個(gè)人通信、社交游戲等拳頭業(yè)務(wù)的主要瓶頸。

4.2 智能手機(jī)的惡意軟件種類

首先，智能手機(jī)來(lái)自病毒和木馬等惡意軟件的威脅。2010年8月，智能手機(jī)平臺(tái)Android發(fā)現(xiàn)了首款木馬軟件Trojan-SMS.AndroidOS.FakePlayer.a，從此，智能手機(jī)進(jìn)入與病毒和木馬斗爭(zhēng)的新時(shí)代。惡意軟件的安裝介質(zhì)通常通過網(wǎng)絡(luò)下載、MMS、郵件等方式傳送到智能手機(jī)上，在安裝過程中通常不會(huì)給用戶提示或者關(guān)于軟件的真實(shí)描述，通常偽裝成常用的工具、游戲軟件，誘導(dǎo)用戶同意安裝并授權(quán)使用系統(tǒng)資源。值得慶幸的是，目前并沒有發(fā)現(xiàn)病毒和木馬的惡意軟件在手機(jī)間傳播。

吸費(fèi)軟件是智能手機(jī)上的一類讓用戶深惡痛絕的惡意軟件，此類軟件在國(guó)內(nèi)經(jīng)過媒體曝光后已經(jīng)引起廣大智能手機(jī)用戶的警惕。智能手機(jī)上的吸費(fèi)軟件，一部分是用戶被誘導(dǎo)安裝，但很大部分是在手機(jī)刷機(jī)時(shí)即被植入，后者沒有“感染”的過程，具有天然的高系統(tǒng)權(quán)限。此類軟件通常在用戶不知情時(shí)私下連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器生成業(yè)務(wù)扣費(fèi)記錄，內(nèi)容或服務(wù)提供商通過電信運(yùn)營(yíng)商結(jié)算獲利。根據(jù)新聞報(bào)道，用戶的損失觸目驚心——“我國(guó)已經(jīng)有超過21萬(wàn)部手機(jī)感染了暗扣用戶話費(fèi)的惡意代碼。每部感染暗扣惡意代碼的手機(jī)，平均每個(gè)月至少被直接扣費(fèi)20元。僅一款暗扣話費(fèi)的惡意代碼，每年直接偷偷暗扣手機(jī)用戶的話費(fèi)就超過5 000萬(wàn)元?！?/p>

間諜軟件是指竊聽用戶行為或者偷取用戶數(shù)據(jù)的軟件。這類軟件甚至可能是用戶常用的社交工具軟件，在未經(jīng)用戶同意和提醒用戶的情況下，將用戶的行為記錄（包括位置記錄）、聯(lián)系人信息甚至是短信等數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，用于用戶行為分析，或者售賣給第三方牟利。

4.3 智能手機(jī)操作系統(tǒng)上的應(yīng)用隔離

目前智能手機(jī)的主流操作系統(tǒng)主要是指iOS和Android，兩者都具有強(qiáng)大的應(yīng)用隔離機(jī)制——沙箱（SandBox），將第三方安裝的軟件隔離在沙箱的文件系統(tǒng)內(nèi)部，限制應(yīng)用能且僅能訪問所需系統(tǒng)資源的最小集合，這些系統(tǒng)資源指的是硬件設(shè)備、系統(tǒng)共用數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)等。惡意應(yīng)用被安裝到智能手機(jī)后，將被局限在沙箱內(nèi)，無(wú)法危害整個(gè)系統(tǒng)，這種應(yīng)用隔離的機(jī)制極大地提高了系統(tǒng)的安全性。應(yīng)用的沙箱工作環(huán)境示意如圖3所示。

在兩大智能操作系統(tǒng)iOS和Android中，相比Android操作系統(tǒng)主要依賴于進(jìn)程和賬戶綁定，不同賬戶的進(jìn)程需要不同的訪問權(quán)限進(jìn)行應(yīng)用隔離，iOS的沙箱安全機(jī)制更加典型和嚴(yán)格。iOS使用沙箱內(nèi)核擴(kuò)展來(lái)實(shí)施安全隔離機(jī)制，iOS內(nèi)置了35個(gè)沙箱配置文件，對(duì)應(yīng)不同類別應(yīng)用的運(yùn)行，iOS上的應(yīng)用被限制在沙箱容器目錄中，無(wú)法訪問操作系統(tǒng)上的其他文件目錄。在沙箱容器目錄下，每一個(gè)子目錄的使用都有嚴(yán)格的限制，在如此嚴(yán)格的沙箱機(jī)制下，應(yīng)用之間的文件共享變得非常艱難，系統(tǒng)安全也因此得到保證。在系統(tǒng)安全與應(yīng)用通信便利之間權(quán)衡，iOS選擇了前者，犧牲了后者。

4.4 智能手機(jī)安全依靠平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)

盡管有嚴(yán)密的隔離機(jī)制且控制第三方應(yīng)用的運(yùn)行，但再完備的操作系統(tǒng)也難免有漏洞，并非牢不可破。在iOS和Android中，iOS的系統(tǒng)安全報(bào)告要優(yōu)于Android，這個(gè)得益于蘋果公司對(duì)iPhone智能手機(jī)以及iOS生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)。

目前，蘋果iPhone/iPad系列產(chǎn)品的應(yīng)用商城為蘋果系列移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備主流的應(yīng)用發(fā)布渠道，其應(yīng)用的發(fā)布需要經(jīng)過蘋果公司嚴(yán)格的審核和上架流程，當(dāng)發(fā)現(xiàn)惡意應(yīng)用軟件危及用戶的利益時(shí)，蘋果公司可以將該應(yīng)用從應(yīng)用商城中移除。

然而，對(duì)Android的操作系統(tǒng)來(lái)說，情況要復(fù)雜很多。首先，Android在安全上要求用戶承擔(dān)的責(zé)任更多，在安裝過程中，要求用戶授權(quán)訪問所需的資源，然而，用戶由于沒有技術(shù)背景，有可能不了解這些授權(quán)選項(xiàng)的實(shí)際含義，通常就熟視無(wú)睹地同意了授權(quán)。其次，國(guó)內(nèi)的Android手機(jī)占了智能手機(jī)市場(chǎng)的半壁江山，但是其各種品牌機(jī)型、屏幕規(guī)格、操作系統(tǒng)的上層軟件并不具有一致性，Android手機(jī)的應(yīng)用商城也是各個(gè)設(shè)備廠商、電信運(yùn)營(yíng)商甚至內(nèi)容提供商各建一套，甚至網(wǎng)站論壇也能夠提供軟件下載，用戶并不從唯一的軟件應(yīng)用商城下載軟件，因此，不能保證安裝軟件都經(jīng)過甄選、測(cè)試、審核。再次，由于很大一部分Android機(jī)器都可以被破解（被root），且市面上流行著大量的低價(jià)水貨手機(jī)，這些機(jī)器上面可能安裝了來(lái)源不明的操作系統(tǒng)以及內(nèi)置軟件，這些內(nèi)置軟件很可能就有部分是吸費(fèi)軟件。因此，Android智能手機(jī)面臨著更加嚴(yán)峻的安全挑戰(zhàn)。

4.5 敏感應(yīng)用的安全依靠硬件方案解決

智能手機(jī)上的一些敏感信息（如銀行密碼）對(duì)用戶來(lái)說太重要，為了徹底防止惡意軟件劫持用戶的輸入鍵盤以及偷窺用戶輸入的密碼，業(yè)界提出一些芯片級(jí)的解決方案來(lái)解決超高級(jí)別的安全需求問題。ARM聯(lián)盟的Trust Zone技術(shù)是其中的典型代表。

安全硬件方案的基本原理是設(shè)備上存在著兩個(gè)從硬件層面隔離的操作系統(tǒng)，一個(gè)操作系統(tǒng)為用戶平時(shí)使用的常態(tài)操作系統(tǒng)，另一個(gè)是小型的安全操作系統(tǒng)。在具體的實(shí)現(xiàn)中，可以提供專門的芯片供安全的操作系統(tǒng)運(yùn)行，也可以一套硬件設(shè)備虛擬出兩套硬件環(huán)境分別供常態(tài)操作系統(tǒng)與安全操作系統(tǒng)運(yùn)行。

安全操作系統(tǒng)能夠在用戶輸入交易密碼等敏感場(chǎng)合被激活并接管輸入鍵盤以及部分屏幕，顯示關(guān)鍵的交易界面。比如，在用戶支付過程中，顯示交易金額、交易密碼輸入框等圖形界面，并接收用戶的輸入，發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)銀行進(jìn)行驗(yàn)證。在此過程中，存活在非安全操作系統(tǒng)上的惡意軟件由于在硬件層面進(jìn)行了徹底的隔離，無(wú)法偷窺、竊取安全操作系統(tǒng)上用戶輸入的信息。

5 終端云服務(wù)技術(shù)的演進(jìn)

5.1 為終端配套的云存儲(chǔ)服務(wù)

市場(chǎng)上為智能終端提供的云服務(wù)主要是云存儲(chǔ)服務(wù)，各種互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、終端的OEM公司都推出了云盤業(yè)務(wù)，HTC聯(lián)手Dropbox及新浪微盤為HTC One提供云盤服務(wù)，百度為百度手機(jī)提供100 GB的免費(fèi)云端網(wǎng)盤，包括中國(guó)電信在內(nèi)的運(yùn)營(yíng)商，也為旗下手機(jī)品牌提供天翼云存儲(chǔ)服務(wù)。這些服務(wù)可以幫助終端備份內(nèi)容文件，未來(lái)將發(fā)展成為不同終端之間的內(nèi)容分享平臺(tái)。

5.2 基于應(yīng)用虛擬化技術(shù)的應(yīng)用安全快速分發(fā)技術(shù)

隨著所有的應(yīng)用正逐步推向云端，或利用云端處理超額工作流程，云服務(wù)未來(lái)的重點(diǎn)將集中于SaaS化的軟件在線服務(wù)，由此帶來(lái)的管理效益和經(jīng)濟(jì)效益將非?？捎^。但是，傳統(tǒng)應(yīng)用，特別是商業(yè)企業(yè)、政府類應(yīng)用面向終端的移植卻存在一定的難度。企業(yè)信息應(yīng)用平臺(tái)目前大多基于Web瀏覽器/PC客戶端技術(shù)，尚不能很好地覆蓋固定和移動(dòng)終端，一定程度上不利于信息的快速移動(dòng)獲取。同時(shí)，傳統(tǒng)的使用模式，也越來(lái)越難滿足用戶的使用需求。如何為用戶提供基于PC終端或手機(jī)終端的一致的用戶體驗(yàn)，將企業(yè)信息應(yīng)用向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域延伸是當(dāng)前企業(yè)信息化平臺(tái)的一個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向。

目前，已經(jīng)出現(xiàn)一些支持移動(dòng)接入的企業(yè)信息化平臺(tái)。從應(yīng)用模式看，一般是借助手機(jī)、移動(dòng)設(shè)備作為信息獲取和命令下達(dá)的主要工具，借助PC客戶端、瀏覽器作為信息整理、信息分析以及決策的主要工具。然而，目前這些移動(dòng)類產(chǎn)品，對(duì)手機(jī)、移動(dòng)設(shè)備的支持能力有限，只能針對(duì)專用移動(dòng)設(shè)備或高端的、某些系統(tǒng)的手機(jī)；同時(shí)信息化應(yīng)用系統(tǒng)和終端軟件的高耦合性也使得平臺(tái)的升級(jí)、終端軟件的界面更改、功能的微小調(diào)整都要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的影響。

隨著智能終端設(shè)備越來(lái)越趨多元化，主流智能手機(jī)操作系統(tǒng)平臺(tái)就有iOS、Android、Windows Phone等，移動(dòng)便攜設(shè)備的種類包括了手機(jī)、平板電腦和其他混合式計(jì)算設(shè)備，考慮設(shè)備的分辨率、屏幕尺寸，傳統(tǒng)信息化系統(tǒng)終端軟件的移植存在著適配投入高的問題，往往新增一款設(shè)備就需要開發(fā)一個(gè)新的終端軟件版本。

對(duì)企業(yè)移動(dòng)信息化的調(diào)研表明，移動(dòng)網(wǎng)為用戶帶來(lái)了便利，但同時(shí)由于無(wú)線網(wǎng)的開放性，用戶擔(dān)心企業(yè)機(jī)密在空中被別有用心的人或機(jī)構(gòu)竊取。便攜終端的病毒、木馬以及終端丟失，也是機(jī)密數(shù)據(jù)泄露的重要原因，上述的安全性問題是影響企業(yè)進(jìn)行移動(dòng)信息化發(fā)展的重要障礙。

現(xiàn)有移動(dòng)信息化存在的另一個(gè)問題是，由于帶寬有限，用戶不能像在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中一樣使用會(huì)產(chǎn)生突發(fā)高峰值網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流的功能，局限了現(xiàn)有移動(dòng)信息化的功能。

云虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)使得技術(shù)架構(gòu)從根本上發(fā)生了變化。通過應(yīng)用虛擬化使得傳統(tǒng)應(yīng)用直接升級(jí)到面向服務(wù)、按需分配的架構(gòu)?；趹?yīng)用虛擬化的應(yīng)用安全快速分發(fā)技術(shù)，大大降低了手機(jī)、終端設(shè)備的接入門檻，并降低了終端軟件和平臺(tái)的耦合度。其業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件運(yùn)行在平臺(tái)側(cè)，而軟件運(yùn)行界面通過網(wǎng)絡(luò)顯示在終端屏幕上給用戶使用，這種方式讓終端成為軟件的顯示屏，作為服務(wù)器的延伸的遠(yuǎn)程顯示設(shè)備，從而對(duì)終端性能、配置要求低并且可以屏蔽終端硬件和終端操作系統(tǒng)的差異，讓業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)不需要進(jìn)行改造，不需要進(jìn)行終端適配就可以直接提供給多種形式的終端使用，大大降低了信息化平臺(tái)建設(shè)的成本，也對(duì)信息化應(yīng)用移動(dòng)化產(chǎn)生積極影響。應(yīng)用表示層的虛擬化技術(shù)如圖4所示。

·信息應(yīng)用通過網(wǎng)絡(luò)提供給多種類型的終端使用，實(shí)現(xiàn)快速部署以及企業(yè)和個(gè)人業(yè)務(wù)軟件的快速移動(dòng)化。

·信息應(yīng)用不需要進(jìn)行改造就能直接實(shí)現(xiàn)移動(dòng)化，是一種低投入（時(shí)間、資金、人員）的解決方案。

·業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件不需要對(duì)終端進(jìn)行適配，就可以在多種類型的終端上使用。

·通過應(yīng)用虛擬化技術(shù)，業(yè)務(wù)軟件運(yùn)行在平臺(tái)側(cè)，計(jì)算邏輯和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)都在平臺(tái)側(cè)或內(nèi)網(wǎng)中完成，終端側(cè)僅僅是顯示軟件的界面變化，在網(wǎng)絡(luò)中不傳輸真實(shí)數(shù)據(jù)，在終端也不需要存儲(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，解決了移動(dòng)信息化在空中的數(shù)據(jù)安全可能被竊取的問題，也解決了終端中毒或者丟失導(dǎo)致機(jī)密數(shù)據(jù)外泄的安全問題。

·采用應(yīng)用虛擬化技術(shù)，在終端與平臺(tái)之間傳輸?shù)氖擒浖缑娴淖兓?，并且?jīng)過壓縮，因此在終端和平臺(tái)之間的傳輸要求是穩(wěn)定且較低（約10 kbit/s）的，在使用一些突發(fā)高數(shù)據(jù)量的功能時(shí)，這些數(shù)據(jù)是在平臺(tái)高速內(nèi)網(wǎng)中傳輸?shù)?，可以輕松消化掉，而在帶寬有限的互聯(lián)網(wǎng)或外網(wǎng)傳輸?shù)娜匀皇墙缑娴淖兓浚瑳]有因使用這些功能而增加。解決了高峰值數(shù)據(jù)訪問功能對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成的壓力，有利于移動(dòng)信息化功能的齊全，保證了用戶的使用感受。

·業(yè)務(wù)軟件運(yùn)行在服務(wù)器側(cè)，在軟件更新、升級(jí)維護(hù)時(shí)，僅需要對(duì)服務(wù)器進(jìn)行更新，不需要在終端進(jìn)行業(yè)務(wù)軟件的維護(hù)。

·基于應(yīng)用虛擬化的應(yīng)用安全快速分發(fā)系統(tǒng)的實(shí)施將應(yīng)用延伸到個(gè)人或辦公電腦以外的區(qū)域和空間，包括各類移動(dòng)終端和新型終端，突破了傳統(tǒng)工作方式，發(fā)掘出更多信息化應(yīng)用的潛能，極大地促進(jìn)了移動(dòng)信息化應(yīng)用的使用和完善。

·虛擬化技術(shù)對(duì)終端性能要求低，其低成本優(yōu)勢(shì)以及與業(yè)務(wù)渠道的結(jié)合，可以更好地推動(dòng)企業(yè)和個(gè)人信息化應(yīng)用的發(fā)展。

虛擬化技術(shù)對(duì)其業(yè)務(wù)信息應(yīng)用快速安全的移動(dòng)化，勢(shì)必帶來(lái)云服務(wù)在個(gè)人和企業(yè)移動(dòng)信息化方面的高速應(yīng)用，推動(dòng)整個(gè)信息服務(wù)應(yīng)用行業(yè)的創(chuàng)新應(yīng)用，帶來(lái)價(jià)值鏈的一系列提升。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著終端平臺(tái)計(jì)算能力的日趨同質(zhì)化，軟硬件結(jié)合的綜合實(shí)力將成為移動(dòng)終端產(chǎn)品能否占據(jù)市場(chǎng)的決定因素，包括人機(jī)交互、開發(fā)平臺(tái)、終端安全和云虛擬化技術(shù)在內(nèi)的周邊技術(shù)將成為提升終端產(chǎn)品軟實(shí)力的關(guān)鍵點(diǎn)，要點(diǎn)包括如下幾個(gè)方面。

·人機(jī)交互技術(shù)在觸摸屏支持更多點(diǎn)觸控、更高精度定位和更高靈敏度發(fā)硬的基礎(chǔ)上，依托多通道自然語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)輸入直達(dá)內(nèi)容的精準(zhǔn)交互模式。

·在開發(fā)平臺(tái)方面，解決開發(fā)平臺(tái)的碎片化節(jié)約開發(fā)成本，通過跨平臺(tái)開發(fā)和云服務(wù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一代碼庫(kù)、快速開發(fā)和快速部署。

·終端安全將在運(yùn)營(yíng)商管控平臺(tái)的幫助下，從硬件到操作系統(tǒng)到上層應(yīng)用，從終端到云端每個(gè)環(huán)節(jié)通盤考慮安全問題，依托硬件平臺(tái)，在安全操作系統(tǒng)軟件之上，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用隔離、信息隔離和信息傳送的管控，為用戶打造更安全的移動(dòng)業(yè)務(wù)運(yùn)行環(huán)境。

·在云應(yīng)用方面，在云存儲(chǔ)技術(shù)大規(guī)模推廣的前提下，依托云虛擬化技術(shù)，面向商業(yè)和個(gè)人用戶快速分發(fā)和部署傳統(tǒng)應(yīng)用，拓展智能終端在商業(yè)用戶和終端應(yīng)用范圍，開拓新的商業(yè)應(yīng)用空間。

1 http://www.visionmobile.com/blog/2012/02/infographic-100-millionclub-top-smartphone-facts-and-figures-in-2011/

2 http://articles.businessinsider.com/2012-03-20/tech/31213445_1_android-phones-phones-and-tablets-market-share

3 http://en.wikipedia.org/wiki/Android

4 Android Open Source Project官方文檔.http://source.android.com/tech/security/index.html

5 蘋果開發(fā)官方文檔.http://developer.apple.com/library/mac/#documentation/FileManagement/Conceptual/FileSystemProgramming GUide/FileSystemOverview/FileSystemOverview.html

6 ARM Security Technology：Building a Secure System using Trust Zone Technology，http:infocenter.arm/help/index.jop?topic=/com.arm.doc.prd29-genc-009492c/index.html