2月25日，以“技術構筑萬物智聯”為主題的第一屆開放原子開源基金會OpenHarmony技術峰會（以下簡稱技術峰會）于深圳隆重召開。技術峰會由OpenHarmony項目群技術指導委員會（以下簡稱TSC）主辦，華為承辦，潤和軟件、九聯科技、軟通動力、誠邁科技、優博訊等單位共同支持。
本次技術峰會學術界與產業界專家云集，為了進一步凝聚各高校、科研院所與共建單位的智慧，重磅發布“終端操作系統十大技術挑戰方向”，呼吁產業界和學術界攜手努力，攻堅克難。
（開放原子開源基金會OpenHarmony技術峰會現場）
當前，5G、人工智能、物聯網等新技術的快速發展正推動著世界從移動互聯邁入萬物智聯的新時代。為滿足千行百業在新時代下對場景化、生態化能力的核心訴求，OpenHarmony給出了“面向萬物智聯世界，構建分布式全場景協同的開源操作系統基座與生態系統”的技術愿景，并進一步提出了“生態統一、開放共贏”的理念，以及“架構解耦、彈性部署”、“自由流轉、智慧協同”、“極簡開發、一致體驗”三項架構特征。
（OpenHarmony項目群技術指導委員會主席 陳海波發表演講）
基于長期在操作系統領域的實踐，以及對萬物智聯趨勢的研究，TSC發布終端操作系統十大技術挑戰方向如下：
挑戰方向1：以用戶為中心、場景感知的應用軟件新形態
PC及移動互聯網時代，軟件服務以APP中心、以設備為邊界，依賴用戶輸入，被動的提供服務，設備的感知能力有限，無法通過行為和場景感知主動提供服務；萬物智聯時代，設備算力及感知能力劇增，多設備可協同提供服務，以APP為中心的服務模式制約了用戶體驗。需構建一種服務按場景智能組合、最短路徑直達、多設備可協同的應用軟件形態，來實現體驗的躍遷。
當前，OpenHarmony已經構建分布式軟總線及原子化服務框架，初步具備跨APP協作、多設備協同能力，但仍然需要用戶主動觸發服務流程，而且系統理解用戶需求準確度較低，還無法將最合適的服務直接主動提供給用戶。所以，未來OpenHarmony需持續探索以用戶為中心、場景感知的應用軟件新形態。
挑戰方向2：多設備協同、多元化操控的自然交互體驗
用戶界面（UI）是支持人機交互的軟硬件系統，廣泛存在于手機、電腦、平板、穿戴等終端。UI歷經批處理（BI）、命令行（CLI）和當前主流的圖形用戶界面（GUI）幾個主要階段。隨著終端硬件及其操控、協同方式的多元化，基于WIMP（Window, Icon, Menu and Pointer）范式的GUI已難以提供更好的用戶體驗和更高的開發效率，尤其在多設備協同場景中，各設備差異化的操控、顯示方式需要更自然的交互模式。
因此，界面范式必須邁向多種設備協同、多元化操控的自然交互。這一目標的實現，首先需要終端操作系統定義全新的NUI（Natural user interface）交互范式，如基于語音、空間、姿態、注意力、腦機等更高效的人機操控方式；其次，還需實現跨設備UI設計及交互，解決設備特性的參數化抽象、0~N屏動態布局、設備交互事件歸一、異構硬件和軟件上任務場景驅動的無縫交互及顯示反饋等一系列技術難題。
挑戰方向3：用戶及負載感知的操作系統資源供給方法
當前終端操作系統主要基于預設策略來進行設備管理和資源供給，或需開發人員及用戶來手動調整。在不同場景下，應用負載特征和用戶需求有較大的差異性，一套策略或參數無法很好適配應用軟件及用戶的動態需求。
所以，面對“千人千面”的應用負載和用戶需求，提供精準感知和智能決策機制，動態的調整外設管理、資源供給等操作系統策略，實現能效及體驗最優成為未來終端操作系統必須面對的挑戰。
挑戰方向4：高能效、極簡抽象的異構運行環境
終端設備負載逐年加重，如部分APP體積膨脹數百倍，用戶體驗的需求持續提升，如刷新率從60Hz到90/120Hz，交互方式從小屏到XR；摩爾定律放緩，硬件能效增長受限，電池能量密度的提升與需求之間存在差距。如何以有限的能量提供流暢且豐富的用戶體驗，成為終端系統的核心挑戰。
利用異構算力及高能效核并行可大幅提升系統整體能效。當前終端系統中異構計算單元以NPU、GPU為主，僅承載圖形及AI相關負載，缺乏通用的異構協同框架。開發高能效、極簡抽象的異構運行環境，充分有效的利用異構硬件資源，并降低應用及系統本身的負載，是萬物智聯時代以有限能量提供流暢而豐富用戶體驗的可行路徑。
挑戰方向5：全生命周期的數據防泄漏與隱私保護機制
萬物智聯時代，物聯網廣泛融入各垂直行業，帶來生產和生活方式革新的同時，智能終端接入的多樣性、通信的復雜性等問題給設備、網絡和應用安全帶來巨大的挑戰。其中，越來越智能的終端無時無刻不在窺探、獲取、存儲和共享用戶個人數據，并通過大數據分析推測個人習慣、喜好等，已經成為信息安全的“重災區”。
所以，搭建全生命周期的數據防泄漏與隱私保護機制勢在必行。TSC認為，實現用戶數據在創建、存儲、使用、傳輸、銷毀的全生命周期內不泄密、不篡改、可追溯是當前面臨的挑戰。
挑戰方向6：全棧協同的操作系統漏洞消減及防御方法
軟件漏洞是影響軟件安全及質量的主要要素，當前大型軟件上的漏洞情況仍不容樂觀，尤其是內存安全類漏洞數量多危害大。同時，在進行漏洞消減時，還需考慮運行時的性能開銷，開發效率，生態遷移成本等一系列問題。需軟硬件協同配合，才可實現性價比較高的方案。
TSC認為，基于指令集、微架構、編程語言、編譯器及操作系統的全棧協同創新，有望系統性的對漏洞進行消減及防御，并具備高開發效率、生態兼容、低性能開銷、低硬件復雜度等特性是未來的挑戰目標。
挑戰方向7：適用于超級終端的分布式多級安全架構
分級安全（MLS–Multiple Layer Security）架構是當前強度最高的安全架構，在高安領域被廣泛使用。實現在異構分布式環境下，用戶和程序主體按照嚴格的規則訪問數據和資源，同時保證數據在分布式系統中流動時仍然保持統一的分級安全訪問控制策略，是當前面臨的巨大挑戰。
TSC認為，設計實現可證明的分級安全架構，確保在整個訪問控制架構中，分級標簽便捷、可信、不可篡改、不可抵賴、不可偽造，訪問控制機制不可越權、穿透，對數據和資源的訪問嚴格滿足BLP和Biba的模型約束是核心挑戰。
挑戰方向8：智慧化全場景的應用軟件開發方法與工具鏈
為支撐萬物智聯時代以用戶為中心、場景感知的應用軟件的開發，應用廠商和開發者需要一套完善的全場景智慧化的應用軟件開發工具鏈。目前，業界主流IDE的智慧化場景主要局限在編碼階段，針對新一代終端操作系統，我們還需要提供輔助編碼、智能缺陷檢測、環境配置、三方庫推薦、自動修復建議等全流程智慧化輔助，滿足易上手、高效率的應用開發需求。
具體而言，輔助編碼功能需滿足準確性、安全性、穩定性功能，保證沒有漏洞；智能缺陷檢測功能可分析出常見的各類安全隱患和Bug；環境配置、工具鏈配置、模板選擇、三方庫推薦等能力支撐終端系統多設備自適應開發需求；針對典型性能瓶頸場景如應用啟動慢、渲染卡頓等，自動識別性能瓶頸，為開發者提供自動修復的建議。
挑戰方向9：跨設備、跨系統、跨平臺的一次開發多端部署平臺
隨著芯片、設備形態、OS的多樣化，APP開發難度及成本面臨巨大挑戰；同時折疊機、車機、平板、穿戴、智能家居等設備普及，屏幕規格、人機交互方式趨于多樣化，應用跨設備流轉需能靈活適配各種設備的用戶界面（UI）差異。
所以，TSC認為，讓開發者實現一次開發、多端部署，并在性能、功能、和用戶體驗上損失最小；同時構建更先進的UI布局引擎以及相關配套開發工具，能夠更加高效、靈活地適應多設備流轉的跨端應用是未來的重要挑戰。
挑戰方向10：高開發效率、分布式協同的統一驅動框架
萬物智聯時代，智能終端上的外設及傳感器等器件品類不斷增多，驅動程序需在不同系統間、不同版本間遷移和維護，成本十分高昂。同時傳統的驅動程序框架難以實現原生的跨設備訪問。
正是基于以上研判，TSC認為，萬物互聯時代終端操作系統需構建高開發效率、分布式協同的統一驅動框架，為硬件開發提供豐富穩定的南向接口、跨平臺、跨設備的驅動開發環境、安全隔離方案等諸多技術支持，以幫助硬件廠商大規模縮減驅動開發、遷移和維護成本，并能高效的開發多設備分布式協同的驅動程序。
最大的力是合力，最強的智是眾智。為了滿足萬物智聯時代對新一代終端操作系統的需求，學術界、產業界需要充分發揮開源這一協作創新模式的效率優勢，以“終端操作系統十大技術挑戰方向”為引領，加快建設分布式全場景協同的開源操作系統底座與生態系統，促進萬物智聯產業生態繁榮發展。
