基于安全存储的移动设备备用操作系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于安全存储的移动设备备用操作系统，其中，所述移动设备具备CPU和存储单元；所述存储单元的硬件分区包括：系统引导文件分区、回环保护分区、用户数据区和增强用户数据区；在所述用户数据区上设有主操作系统；在所述增强用户数据区上设有备用操作系统；在所述备用操作系统烧录到所述增强用户数据区后，所述增强用户数据区在所述存储单元的生命周期内被设置为永久写保护；当所述主操作系统不能启动或运行异常时，启动所述备用操作系统，执行系统恢复程序以恢复所述主操作系统。本发明专利技术能够避免用户的智能设备操作系统出现问题或不能启动时面临的困扰。

【技术实现步骤摘要】
基于安全存储的移动设备备用操作系统
本专利技术涉及移动设备的操作系统，尤其涉及一种基于安全存储的移动设备备用操作系统。
技术介绍
手机、平板电脑等移动设备，所采用的存储技术一直在不断的发展。NandFlash(Nand闪存)存储器具有价格低廉，容量较大，写入速度快等优点，在业界得到了广泛的应用。但是由于其电器特性原因，容易受到位反转，坏块等干扰，出现稳定性问题。eMMC(EmbeddedMultiMediaCard，内嵌式多媒体存储卡)存储芯片已经逐步替代NANDFlash，目前已成为市场的主流。但由于其内部集成封装了NANDFlash，同样有稳定性的问题。eMMC是主要针对手机等移动设备的内嵌式存储器工业标准规格。如图1所示，eMMC存储芯片在封装中集成了一个控制器和NANDFlash，提供标准MMC接口，并管理NANDFlash。控制器针对NANDFlash的特性，包括了错误探测和纠正(ECC)，损耗均衡(wearleveling)，坏块管理(BBM)等技术。这样就使得手机厂商减小了存储器的调试等工作量，缩短产品的开发时间。具体地，如图2所示，eMMC存储芯片的硬件分区通常如下：第一系统引导文件分区(BootAreapartition1)：其为稳定可靠的存储区域，通常可用于存放系统引导程序，如引导加载程序(Bootloader)；第二系统引导文件分区(BootAreapartition2)：其为稳定可靠的存储区域，可用于存放第二段系统引导程序。回环保护分区(RPMBAreapartition)：其为保护性存储，是用来给系统存放一些特殊的、需要进行访问授权的数据(指纹，安全支付等)；用户数据区(UserDataArea)：其为一般性的存储区域，通常用于存放操作系统的其它部分和用户数据。增强用户数据区(EnhancedUserDataArea)：其为稳定可靠的存储区域，一般用于重要数据的存储。另外，这一区域在eMMC设备的整个生命周期内，可以配置为永久性写保护(permanentwriteprotection)的存储空间。另外目前手机的逻辑分区通常如下：一般的，在实际应用中，类似安卓(Android)或者Linux为基础的手机，按照功能一般需要以下几个逻辑分区：Bootloader(引导加载程序)：其为系统引导程序,通常会分为两段，PBL(primarybootloader，主引导加载程序)，SBL(secondbootloader，第二段引导加载程序)，以下为描述方便，通称为Bootloader；Boot：Linux内核(Linuxkernel)及虚拟内存盘(ramdisk)；Modem：运行于基带芯片(Basebandprocessor)的相关程序；NV：厂家校准，配置等数据；Logo：启动界面的图片或动画数据；System：系统主要部件；Userdata：用户数据；Other：一些复杂的系统，可能还会包含TOS，WIFI，audio等模块的独立分区。一般情况下，厂商会把Bootloader放在eMMC的系统引导文件分区物理分区，其它数据分配到用户数据区物理分区，如图3所示。也有厂商会把所有的逻辑分区分配到用户数据区物理分区，如图4所示。只有在涉及到指纹，可信区域(TrustZone)时，才会用加密方式使用回环保护分区物理分区。而增强用户数据区物理分区几乎没有被用到，只有一些特种的高稳定性需求的设备，可能才会使用这一物理分区，用于存储重要数据。现有的手机运行异常的几种原因如下：以下几种常见的情况，会导致手机操作系统运行异常，需要通过刷机的方式来解决：存储设备异常：NANDFlash由于其电器特性原因，容易受到位反转，坏块等干扰，出现稳定性问题，造成系统文件丢失或损坏的情况。这样就可能导致系统运行异常或启动异常。目前作为主流的存储设备eMMC，由于内部集成了NANDflash，也会出现同样的问题；销售渠道中黑产破解：设备从工厂到最终用户手里经过的销售渠道，容易被黑产采用各种技术手段，批量修改或安装设备中的软件，以达到获利的目的。这些修改，由于测试不完整，或者恶意的目的，也会造成系统不稳定或特定情况(如连接网络)的启动异常；Root：一些专门的工具，利用系统的各种漏洞，提升到永久root根用户权限后，达到修改系统文件的目的。由于手机系统的差异，某些不通用的修改可能会导致系统严重的问题；恶意程序：与root工具类似，获取到修改系统的权限后，干扰系统的正常运行，比如循环弹出广告窗口，导致系统其它应用无法使用。当电脑出现故障或者不能启动时，大多数情况可以通过重新安装操作系统来解决。同样的，当手机出现故障类似问题，除非硬件出现问题，需要维修或更换外，一般都可以通过重新烧写系统文件的方式来解决。通常，我们把这一过程叫做刷机。一般有以下几种刷机方法。使手机进入以下几种模式，用于恢复或更新系统。Download模式：提供手机CPU的厂家，都会提供PC端的工具，通过USB连接到手机设备，并将存储在PC端的刷机包的数据按照厂家自定义的通信协议发送给手机，由手机端相应的刷机程序将这些数据写入到存储设备(NANDflash，eMMC，UFS等)。这一工具和刷机模式，可以用于工厂生产时设备端flash的烧录，设备端系统更新。进入这一模式的条件一般如下：加载手机的存储设备的第一段引导程序BootLoader失败；采用组合键的方式进入，不同型号的手机进入这一模式的方式都不尽相同，如按音量“+”或“-”键，同时通过USB连接到电脑。Fastboot模式：安卓手机提供的一种使用USB数据线连接手机的刷机模式，这种模式就是通常所说的线刷。手机通过USB连接到PC后，可以通过PC端的命令行工具，将PC端的文件烧写到手机存储器的逻辑分区。进入这一模式的条件一般如下：关机状态下按音量“+”或“-”键，同时按电源键。Recovery模式：安卓手机提供的通过SD卡刷机的模式，与上面提到的线刷对应，这一刷机方式也称为卡刷。将刷机包拷贝到SD卡后，然后把SD卡安装到手机，进入recovery模式后，就可以把刷机包烧写到指定的逻辑分区。进入这一模式的条件一般如下：采用组合键的方式进入，不同型号的手机进入这一模式的方式都不尽相同，如关机状态下按音量“+”或“-”键，同时按电源键。如果系统可以正常启动，在系统设置里面，系统更新和恢复出厂设置，同样也可以进入recovery模式，分别执行FOTA(FirmwareOver-The-Air，空中固件升级)更新和清除用户数据的任务。当手机系统运行异常或者不能启动，很多情况可以通过刷机来解决，所以很多厂家的售后维修首先就是刷机，如果仍然有问题，才继续下面的硬件维修流程。用户可以选择自主刷机或者售后维修。基本处理过程如图5所示。对大多数普通用户来说，如果自己通过刷机来解决的话，则会存在以下困扰：手机系统不能启动，到刷机成功的这段时间，手机就失去了基本通话功能，需要另外找一台手机备用；需要学习如何刷机，由于专业性较强，大多数用户并没有时间和兴趣来学习，所以一般会选择售后服务来维修；当少数用户掌握了刷机技能后，需要针对机型通过网络收集合适的刷机工具和正确的刷机包；需要一台电脑来参与完成刷机工作。卡刷的话还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于安全存储的移动设备备用操作系统，所述移动设备具备CPU和存储单元；其特征在于，所述存储单元的硬件分区包括：系统引导文件分区、回环保护分区、用户数据区和增强用户数据区；在所述用户数据区上设有主操作系统；在所述增强用户数据区上设有备用操作系统；在所述备用操作系统烧录到所述增强用户数据区后，所述增强用户数据区在所述存储单元的生命周期内被设置为永久写保护；当所述主操作系统不能启动或运行异常时，启动所述备用操作系统，执行系统恢复程序以恢复所述主操作系统。

【技术特征摘要】
1.一种基于安全存储的移动设备备用操作系统，所述移动设备具备CPU和存储单元；其特征在于，所述存储单元的硬件分区包括：系统引导文件分区、回环保护分区、用户数据区和增强用户数据区；在所述用户数据区上设有主操作系统；在所述增强用户数据区上设有备用操作系统；在所述备用操作系统烧录到所述增强用户数据区后，所述增强用户数据区在所述存储单元的生命周期内被设置为永久写保护；当所述主操作系统不能启动或运行异常时，启动所述备用操作系统，执行系统恢复程序以恢复所述主操作系统。2.根据权利要求1所述的基于安全存储的移动设备备用操作系统，其特征在于，所述存储单元包括eMMC或UFS存储芯片。3.根据权利要求1所述的基于安全存储的移动设备备用操作系统，其特征在于，所述主操作系统不能启动时，CPU自动转到所述增强用户数据区以引导所述备用操作系统。4.根据权利要求1所述的基于安全存储的移动设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志和，
申请(专利权)人：张志和，
类型：发明
国别省市：江苏,32