안드로이드 아키텍처

안드로이드 아키텍처 구조

커널계층

라이브러리 계층

런타임 계층

프레임워크 계층

어플리케이션 계층

안드로이드 보안 모델

패키지 파일(APK)

Reference

안드로이드 아키텍처 구조

안드로이드 아키텍처

• 어플리케이션 계층
• 프레임워크 계층
• 런타임 계층
• 네이티브 라이브러리 계층
• 커널 계층

커널계층

• 하드웨어, 네트워크, 파일 시스템 접근 등 시스템 전체의 중심 역할 수행

라이브러리 계층

• 네이티브 라이브러리를 제공하기 위한 계층
  • SQLite, WebKit, Media(코텍 지원) 등

런타임 계층

• 자바 바이트 코드를 DEX 포맷으로 변환하여 패키징 후 실행함
• 안드로이드 7.0 누가(API24) 이후의 ART VM 에서는 JIT와 AOT를 모두 사용한다.
• Dalvik, ART
  • Dalvik : JIT(Just In Time)
    • 자바 바이트 코드(.class)를 달빅 바이트 코드(.dex)로 변환해 두고, 이를 런타임에 JIT 컴파일하며 실행하는 방식
    • 중간 언어를 실행하는 것이라 JVM처럼 중간 언어를 해석해줄 Dalvik VM이 필요하다.
    • 앱이 실행되는 순간 자주 사용되는 코드를 컴파일함
    • 설치 속도는 빠르지만 실행 시 마다 컴파일을 진행하기 때문에 실행 시간이 비교적 느림
    • 용량 작음
  • ART : AOT(Ahead Of Time)
    • .dex 파일을 .oat 파일로 컴파일하므로 중간 언어(달빅 바이트 코드)를 받아 Native binary로 컴파일하는 방식
    • .oat 파일은 Native machine code로 되어있기 때문에 VM 없이 실행 가능하지만, Dalvik과의 하위 호환성때문에 VM 위에서 돌아가는 것 처럼 실행된다.
    • 앱 설치 시 모든 코드를 컴파일함
    • 설치 시 컴파일을 완료하기 때문에 비교적 설치 속도가 느리지만, 실행 속도가 빠름
    • 용량 큼

프레임워크 계층

• JAVA API가 존재하며, 안드로이드 OS의 기능은 해당 API를 통해서 접근함
  • Activity Manager : 액티비티의 생명주기를 호출, 공통적인 네비게이션 백스택을 제공
  • Resource Manager : 문자열, 그래픽, 레이아웃 파일 등 리소스를 찾아주는 역할
  • View System : 리스트, 그리드, 텍스트 뷰, 버튼, 웹 뷰 등 뷰들의 집합
  • Content Provider : 안드로이드 4대 컴포넌트 중 하나, 어플리케이션이 다른 어플리케이션으로부터 데이터를 액세스하거나, 자신의 데이터를 공유함
  • Package Manager : 현재 디바이스에 설치된 어플리케이션과 관련된 정보를 가지고 있음
  • Notification Manager : 모든 어플리케이션의 상태표시줄에 사용자 지정 알림을 표시 할 수 있도록 지원함
  • Window Manager : 화면에 대한 정보, 배치 등을 관리하는 시스템 서비스
  • Telephony Manager : 단말기의 상태에 대한 정보를 얻을 수 있는 서비스
  • Location Manager : 단말의 위치 값을 지속적으로 얻을 수 있는 서비스

어플리케이션 계층

• 흔히 우리가 사용하는 어플리케이션들이 이 계층에 해당됨
• 시스템 및 사용자 어플리케이션으로 구분
  • 시스템 어플리케이션
    • /system 디렉터리에 존재하며 사용자가 제거/변경 불가능함
    • SMS 메시지 어플리케이션 등이 해당됨
  • 사용자 어플리케이션
    • /data 디렉터리에 존재하며, 제거/변경 가능함
    • 각각의 어플리케이션은 샌드박스에 설치되어 영향을 주거나 데이터 통신 불가
    • 각 어플리케이션의 권한을 가진 리소스에만 접근 가능
    • 카카오톡과 같은 일반 어플리케이션 등이 해당됨.

안드로이드 보안 모델

• 코드 서명
  • JAR 서명 기법을 이용하여 어플리케이션 간 신뢰 관계 설정을 위해 APK 파일 서명
  • 서명을 통해 설치된 대상 어플리케이션의 인증서와 업데이트할 어플리케이션 비교
• 권한
  • 샌드박스를 이용하여 어플리케이션 설치 시 고유한 UID/GID 를 할당함
  • 생성되는 디렉터리 및 파일은 소유자 및 그룹 외 내용 확인이 불가함
• TrustZone
  • 디바이스 공간을 물리적 또는 논리적으로 분리해서 주요 자원을 보호하는 방법
  • 활용 사례 : 지문 저장 정보, 지불 관련 기능 저장, DRM 암호 정보 저장
• SELinux
  • 강제 접근 제어를 포함한 접근 제어 보안 정책을 지원하는 리눅스 커널 보안 모듈, 안드로이드 5.0부터 완전히 적용됨
  • 세가지 모드 : 비활성(disabled), 허용(permissive), 시행(enforcing)

패키지 파일(APK)

• Android Application Package 의 약자로 안드로이드에서 프로그램 형태로 배포되는 형식의 파일
• jar를 확장한 포맷이며, jar 파일은 zip 압축 파일 포맷을 사용함
• 패키지 파일 설치 경로
  • /data/app/<패키지명>
    • 컴파일된 코드와 앱의 apk 파일이 저장됨
  • /data/data/<패키지명>
    • 앱이 사용하는 데이터들이 저장되는 장소

Reference

https://velog.io/@sery270/JVM-DVM-ART

🏃🏽‍♂️JVM, DVM, ART

https://medium.com/@logishudson0218/android-framework-%EC%95%88%EB%93%9C%EB%A1%9C%EC%9D%B4%EB%93%9C-%ED%94%84%EB%A0%88%EC%9E%84%EC%9B%8C%ED%81%AC-%EC%97%90-%EB%8C%80%ED%95%9C-%EC%A0%95%EB%A6%AC-bda32544fefb

Android Framework(안드로이드 프레임워크)에 대한 정리

https://thesecurity.tistory.com/20

안드로이드 보안 모델

https://umbum.dev/616

안드로이드 플랫폼의 구조 / ART

 

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