Android

Android ist ein Betriebssystem und eine Softwareplattform für mobile und weitere Geräte, die von Google entwickelt wurde und auf einem modifizierten Linux-Kernel basiert. Android verwaltet die Hardwareressourcen eines Geräts, stellt eine Umgebung zur Ausführung von Anwendungen bereit und ermöglicht Nutzern die Interaktion mit Smartphones, Tablets und weiteren kompatiblen Geräten.

Am weitesten verbreitet ist Android auf Smartphones und Tablets, doch es gibt auch spezialisierte Versionen für Fernseher, Autos, Smartwatches und weitere Gerätekategorien. Hardwarehersteller können das System an ihre eigenen Produkte anpassen, indem sie die Benutzeroberfläche verändern und zusätzliche Funktionen ergänzen.

Kern des Ökosystems ist das Android Open Source Project (AOSP), der quelloffene Teil der Android-Plattform. Viele weit verbreitete Android-Geräte enthalten zusätzlich proprietäre Google-Dienste und -Anwendungen.

Wie ist Android aufgebaut?

Android hat eine geschichtete Architektur. Die unterste Ebene bildet der Linux-Kernel, der die Interaktion mit der Hardware ermöglicht und Prozesse, Speicher, Energieversorgung, Netzwerk und weitere Systemressourcen verwaltet.

Oberhalb des Kernels liegen weitere Plattformkomponenten:

• Der Hardware Abstraction Layer (HAL) stellt Standardschnittstellen bereit, über die Android mit Hardwarekomponenten interagieren kann;
• Systembibliotheken stellen die grundlegenden Funktionen des Betriebssystems bereit;
• die Android Runtime (ART) ist für die Ausführung von Anwendungen zuständig;
• das Application Framework stellt Entwicklern APIs für die Arbeit mit Benutzeroberfläche, Benachrichtigungen, Standortdaten und weiteren Funktionen bereit;
• System- und Nutzeranwendungen bilden die oberste Ebene der Plattform.

Beispielsweise ruft eine Kamera-App eine Standard-API des Application Framework auf, während der HAL die Anfrage an das konkrete Kameramodul des jeweiligen Geräts weitergibt.

Diese geschichtete Architektur ermöglicht es Entwicklern, die Standard-APIs von Android zu nutzen, ohne direkt mit der Hardwareimplementierung des jeweiligen Geräts zu interagieren.

Android und AOSP

Das Android Open Source Project stellt den quelloffenen Code der Android-Kernplattform bereit. Hersteller können AOSP als Grundlage für eigene Betriebssysteme nutzen, es an bestimmte Hardware anpassen und eigene Benutzeroberflächen entwickeln.

AOSP und das Android, das die meisten Nutzer kennen, sind jedoch nicht ganz dasselbe. Viele kommerzielle Android-Geräte enthalten zusätzlich die Google Mobile Services (GMS), eine Sammlung proprietärer Google-Komponenten, die nicht Teil von AOSP sind.

So gehören beispielsweise der Google Play Store und eine Reihe von Diensten, über die Anwendungen mit dem Google-Ökosystem interagieren, zu GMS. Ein AOSP-basiertes Gerät kann daher technisch gesehen ohne Google Play und andere Google-Dienste betrieben werden.

Wie funktionieren Android-Anwendungen?

Android-Anwendungen werden üblicherweise als APK-Dateien (Android Package) verbreitet oder über Veröffentlichungsformate, aus denen App-Stores für bestimmte Geräte optimierte APKs erzeugen. Ein Anwendungspaket enthält Programmcode, Ressourcen und Konfigurationsinformationen.

Android-Anwendungen werden überwiegend mit Kotlin und Java entwickelt, während einzelne Komponenten bei Bedarf auch in C oder C++ geschrieben werden können.

Android isoliert Anwendungen mithilfe einer Anwendungs-Sandbox voneinander. Standardmäßig läuft jede Anwendung unter einer eigenen Identität und hat nur eingeschränkten Zugriff auf die Daten anderer Anwendungen und auf Systemressourcen.

Der Zugriff auf bestimmte Funktionen wird über Berechtigungen gesteuert. So kann eine Anwendung beispielsweise eine Berechtigung zur Nutzung von Kamera, Mikrofon, Standortdaten oder weiteren geschützten Funktionen benötigen.

Android-Sicherheit

Das Sicherheitsmodell von Android besteht aus mehreren Ebenen, die von den Sicherheitsmechanismen des Linux-Kernels bis zur Überprüfung von Anwendungen und zur Berechtigungsverwaltung reichen.

Zu den wichtigen Sicherheitsmechanismen gehören:

• Isolierung von Anwendungen durch Sandboxing;
• das Berechtigungssystem;
• kryptografische Signierung von Anwendungen;
• sichere Startmechanismen auf unterstützten Geräten;
• Verschlüsselung von Nutzerdaten;
• regelmäßige Updates und Sicherheitspatches;
• zusätzliche Sicherheitsmechanismen der Gerätehersteller und der Google-Dienste.

Beispielsweise verhindert die Sandbox, dass eine installierte App die gespeicherten Daten einer Banking-Anwendung auf demselben Gerät auslesen kann.

Die tatsächliche Sicherheit eines konkreten Android-Geräts hängt von mehr ab als nur von der Version des Betriebssystems. Auch die Update-Politik des Herstellers, die installierte Software, die Nutzereinstellungen und die zeitnahe Installation von Sicherheitspatches spielen eine wichtige Rolle.

Wo wird Android eingesetzt?

Mobilgeräte bleiben der wichtigste Anwendungsbereich für Android, doch die Plattform reicht längst weit über Smartphones hinaus.

Android-basierte Technologien kommen in verschiedenen Arten von Geräten und Systemen zum Einsatz, darunter:

• Smartphones und Tablets;
• Wear OS-Geräte;
• Fernseher und Mediaplayer auf Basis von Android TV oder Google TV;
• Fahrzeugsysteme, darunter Android Automotive OS;
• spezialisierte Terminals und mobile Unternehmensgeräte;
• einige Embedded- und IoT-Lösungen.

Beispielsweise laufen Kassenterminals und mobile Scanner in Handel und Logistik häufig auf angepassten Android-Builds.

Da sich die Plattform an unterschiedliche Anforderungen anpassen lässt, können Hersteller Android auf Geräten mit verschiedenen Hardwarekonfigurationen einsetzen und eigene Softwareoberflächen auf dem Kernsystem aufbauen.

Android und Linux

Android nutzt den Linux-Kernel, ist jedoch keine herkömmliche Linux-Distribution im Sinne von Ubuntu, Debian oder Fedora.

Die Plattform verfügt über eine eigene User-Space-Architektur, eine eigene Runtime, ein eigenes Application Framework, ein eigenes Berechtigungssystem und ein eigenes Modell für die Anwendungsverteilung. Auch Android-Anwendungen unterscheiden sich von herkömmlichen Linux-Desktop-Anwendungen und nutzen plattformspezifische APIs.

Treffender ist daher die Aussage, dass Android auf dem Linux-Kernel basiert, statt Android und traditionelle Linux-Distributionen als denselben Typ von Betriebssystem zu betrachten.

FAQ

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