Was ist ein Nandroid-Backup und wie erstellt man es unter Android?

Wenn Sie jemals an Ihrem Mobiltelefon herumexperimentiert und ROMs installiert haben, Wurzel oder durch Änderung der Wiederherstellung, davon haben Sie sicherlich schon gehört Nandroid-BackupsSie sind die Rettungsleine, die Sie vor einem großen Schreck bewahren kann, wenn etwas schiefgeht und das Telefon nicht mehr funktioniert, in einer Boot-Schleife hängen bleibt oder ohne ersichtlichen Grund Fehlfunktionen aufweist.

In diesem Artikel werden Sie im Detail sehen Was genau ist ein Nandroid, wozu wird er verwendet und wie erstellt man ihn Schritt für Schritt?Dieser Leitfaden bietet Ihnen außerdem einen technischen Überblick über die Funktionsweise von Android und erklärt, warum diese Art der Datensicherung so leistungsstark ist. Ziel ist es, dass Sie nach dem Lesen nicht nur einer Anleitung folgen können, sondern auch verstehen, was im Inneren Ihres Geräts vor sich geht.

Was ist ein Nandroid-Backup und warum ist es so wichtig?

Ein Nandroid-Backup ist ein Vollständige Sicherung des internen Zustands Ihres Android-Geräts zu einem bestimmten Zeitpunkt. Es speichert nicht nur Ihre Fotos oder Apps: Es erfasst Systempartitionen, Benutzerdaten, Starten (Boot) und, je nach Wiederherstellung, bei einigen Modellen sogar die Wiederherstellungspartition oder die EFS/Modem-Partition.

Im Gegensatz zu Backups, die Sie mit Android-Apps erstellen, wird ein Nandroid-Backup von einem … erstellt. Wiederherstellungsumgebung (benutzerdefinierte Wiederherstellung wie TWRP oder ähnliches) Und in vielen fortgeschrittenen Arbeitsabläufen wird es durch Tools wie … ergänzt. ADB verwendenDiese Umgebung startet unabhängig vom Hauptsystem und kann ganze Speicherblöcke lesen und klonen, als wären es Festplattenabbilder, ähnlich wie es auf PCs mit Programmen wie Clonezilla oder Ghost gemacht wird.

Der große Vorteil besteht darin, dass das Telefon beim Wiederherstellen eines Nandroid-Images in den ursprünglichen Zustand zurückversetzt wird. genauen Zustand, in dem es sich zum Zeitpunkt der Kopie befand.Gleiche ROM, gleiche Apps, gleicher Kernel, gleiche Einstellungen, gleiche Fehler (falls vorhanden)… alles. Deshalb ist es fast unerlässlich, vor dem Flashen einer neuen ROM, manuellen Updates oder dem Ausprobieren riskanter Mods ein solches Backup zu haben.

Diese Form des Kopierens beruht auf der internen Funktionsweise von Android: einem System, das auf … basiert. Linux KernelDas System verfügt über mehrere klar definierte Partitionen und Softwareschichten, die über APIs und Treiber kommunizieren. Gerade weil die Struktur modular aufgebaut ist, kann das Wiederherstellungssystem bestimmte Partitionen kopieren, ohne dass das gesamte System neu gestartet werden muss.

Wie ist Android intern organisiert und was hat das mit Nandroid zu tun?

Android ist ein mobiles Betriebssystem, das auf … basiert. Linux-Kernel zur Verwaltung von Speicher, Prozessen, Sicherheit und HardwareAuf diesem Kernel sind verschiedene Schichten aufgebaut: native C/C++-Bibliotheken, die Laufzeitumgebung (Dalvik/ART), das Anwendungsframework und vor allem die Anwendungen, die Sie täglich verwenden.

Auf physikalischer Ebene ist all dies in mehrere Bereiche unterteilt. Partitionen von LagerungDie üblichen sind: Boot (Kernel und RAM-Disk), System (Systemdateien und Herstellerschicht), Hersteller (Treiber und bestimmte Hardwarekomponenten), Daten (Apps und Benutzerdaten), Cache, Wiederherstellung und, bei einigen Geräten, spezielle Partitionen wie EFS (Netzwerkkennungen) oder Modem.

Die Wiederherstellungspartition, auf der die Nandroid-Tools ausgeführt werden, hat direkten Zugriff auf diese Partitionen. Von dort aus können Sie Folgendes erstellen: komprimierte Bilder von SpeicherblöckenDadurch wird nicht nur der sichtbare Inhalt kopiert, sondern die gesamte Struktur jeder Partition. Deshalb ist die Wiederherstellung so präzise und das Gerät startet, als wäre nichts geschehen.

Darüber hinaus verwendet Android ein Hardware-Abstraktionsschicht (HAL) Es fungiert als Schnittstelle zwischen den Apps und der eigentlichen Hardware (Kamera, GPS, Sensoren usw.). Die gesamte Hardware wird dem System über Treiber im Linux-Kernel und native Bibliotheken zugänglich gemacht, während die Apps über ein Java/Kotlin-Framework kommunizieren. Die Nandroid-Kopie arbeitet weniger auf API-Ebene, sondern vielmehr auf Blockebene und umfasst daher alle Komponenten der Laufzeitumgebung.

Was die Codeausführung betrifft, so liefen bis einschließlich Android 4.4 die meisten Anwendungen in der virtuellen Maschine. Dalvikmit Just-in-Time-Kompilierung (JIT). Seit Android 5.0 wird ART (Android Runtime) verwendet, das Apps zum Zeitpunkt der Installation in nativen Code kompiliert. In einem Nandroid-Backup sind sowohl Dalvik als auch ART in den System- und Datenabbildern enthalten, sodass Sie sich keine Gedanken darüber machen müssen, welche Laufzeitumgebung verwendet wird: Das Backup umfasst alles.

Vorteile und Grenzen von Nandroid-Backups

Der erste große Vorteil eines Nandroids besteht darin, dass er als Vollständiger Schutz vor logischem BrickingWenn Sie eine ROM installieren, die nicht richtig funktioniert, wenn ein modifizierter Kernel Bootloops verursacht oder wenn eine Systemmodifikation etwas Kritisches kaputt macht, können Sie, anstatt mit Teil-Flashes zu kämpfen, einfach Ihr Backup wiederherstellen und genau dort weitermachen, wo Sie angefangen haben.

Ein weiterer wichtiger Vorteil ist, dass der Prozess recht einfach ist. unabhängig von der ROM- oder Anpassungsschicht Es spielt keine Rolle, welche ROM Sie verwenden: ob eine Standard-Samsung-ROM mit One UI, eine Xiaomi MIUI, eine reine AOSP-ROM oder eine Alternative wie LineageOS oder GrapheneOS. Die Recovery arbeitet auf Partitionsebene, nicht auf Benutzeroberfläche. Daher unterscheidet sich das allgemeine Vorgehen zum Erstellen und Wiederherstellen eines Nandroid-Backups zwischen den Geräten kaum.

Es ist jedoch wichtig zu verstehen, dass diese Art von Backup keine Zauberei ist. Ein Nandroid-Backup ist sehr eng mit dem... Hardware- und Partitionsstruktur Sie können kein Backup auf einem Modell erstellen und es auf einem völlig anderen wiederherstellen. Ebenso wenig ist es ratsam, ein altes Nandroid-Backup über eine Partitionsstruktur wiederherzustellen, die sich aufgrund eines größeren Android-Updates geändert hat, ohne genau zu wissen, was Sie tun.

Es ersetzt auch keine detaillierteren Backups. Obwohl ein Nandroid-Backup Ihre Daten und Anwendungen umfasst, ist es oft sinnvoll, es mit anderen Backup-Methoden zu kombinieren, wie z. B. der Synchronisierung mit … Google Drive, Google Fotos oder bestimmte Kopien wichtiger OrdnerAls APK einer installierten App speichern.

Schließlich muss auch die Größe berücksichtigt werden. Beim Kopieren ganzer Partitionen kann eine Nandroid-Datei viel Speicherplatz beanspruchen. mehrere Gigabyte Je nach Inhalt Ihres Geräts empfiehlt es sich, ausreichend freien Speicherplatz im internen Speicher oder idealerweise auf einer schnellen microSD-Karte zu haben, um die Dateien problemlos zu speichern.

Android als Betriebssystem: Kontext zum besseren Verständnis von Nandroid

Android ist heute das weltweit dominierendes mobiles Betriebssystemmit einem Anteil, der deutlich über iOS In den meisten Ländern, insbesondere in Märkten wie Indien, Brasilien und Spanien, basiert es auf dem Android Open Source Project (AOSP), das hauptsächlich unter der Apache-Lizenz steht und zu dem jeder Hersteller dann seine eigene Schicht hinzufügt.

Das System stammt von Android Inc., einem 2003 gegründeten Unternehmen, das 2005 von Google übernommen wurde. Die Plattform wurde 2007 zusammen mit … angekündigt. Öffnen Sie die Handset Alliance, ein Konsortium von Herstellern und Betreibern (unter anderem Samsung, LG, Motorola und Qualcomm), das sich die Förderung offener Standards für mobile Geräte zum Ziel gesetzt hatte. Das erste Terminal Das erste kommerzielle Android-Gerät war das HTC Dream, das 2008 auf den Markt kam.

Seitdem erhält Android ständige Updates Bis Version 9 wurden Android-Geräte anhand der Namen von Desserts in alphabetischer Reihenfolge identifiziert (Cupcake, Donut, Eclair, Frozen Yogurt, Lebkuchen, Honigwabe, Eiscreme-Sandwich, Geleebohnen, KitKat, Lollipop, Marshmallow, Nougat, Oreo und Kuchen). Ab Android 10 wurde ein primär numerisches Benennungssystem eingeführt, obwohl intern weiterhin Dessertnamen verwendet werden.

Mit jeder Version wurden Verbesserungen eingeführt Sicherheit, Berechtigungsverwaltung, Grafikleistung, Multimedia-Unterstützung und EntwicklertoolsDarüber hinaus wurden die Details der Benutzeroberfläche zunächst mit Material Design und später mit Material You (Material 3) verfeinert, welches die Farbpalette des Systems dynamisch an Ihr Hintergrundbild anpasst.

Die Fragmentierung bleibt jedoch eine ihrer Schwächen: Nicht alle Geräte erhalten Updates gleichzeitig, und viele Modelle verwenden weiterhin ältere Versionen. Diese Fragmentierung ist ein weiterer Grund, die Nandroid-Backupsweil sie es ermöglichen, einen stabilen "Rückkehrpunkt" beizubehalten, selbst wenn der Hersteller sich nicht besonders um Updates kümmert.

Wichtige Android-Komponenten im Zusammenhang mit Backups

In der obersten Schicht befinden sich die BenutzeranwendungenE-Mail, SMS, Browser, Karten, Kontakte usw. Viele davon sind von Google (Gmail, Maps, YouTube, Drive) oder vom Hersteller vorinstalliert, aber alle basieren auf dem gleichen Satz von APIs des Anwendungsframeworks.

Im Folgenden finden Sie die AnwendungsrahmenDiese API stellt Dienste wie Aktivitäten, Hintergrunddienste, Inhaltsanbieter, das Benachrichtigungssystem, die Fensterverwaltung, den Paketmanager und die Berechtigungsverwaltung selbst bereit. Jeder Entwickler, der eine Android-App erstellt, arbeitet im Wesentlichen mit diesen APIs.

Nachfolgend sind die native Bibliotheken In C/C++ sind sie für kritische Aufgaben wie die Web-Rendering-Engine (ursprünglich WebKit), die Grafik-Engine, OpenGL ES, die SQLite-Datenbank, Multimedia-Bibliotheken, SSL und die C-Standardbibliothek (Bionic) verantwortlich. All dies läuft auf dem Linux-Kernel, der die eigentliche Interaktion mit der Hardware ermöglicht.

Die Laufzeitumgebung, sei es Dalvik oder ART, fungiert als die Schicht, die führt den Code der Apps aus und verwaltet den Speicher jedes Prozesses. Jede Anwendung läuft in einer eigenen virtuellen Maschine oder einem isolierten Prozess, was die Sicherheit und Stabilität verbessert: Wenn eine Anwendung abstürzt, sollte dies nicht den Rest des Systems beeinträchtigen.

Schließlich, an der Basis, Linux-Kernel 2.6 und höher Es steuert Hardwaretreiber, den Netzwerk-Stack, die Prozessplanung und das Speichermanagement. Android nutzt diese Ebene auch zur Implementierung von Funktionen wie Energiesparmodus, Multi-Touch-Unterstützung, Bluetooth, GPS, Sensoren und einer Vielzahl weiterer Funktionen, die Apps dann abstrakt verwenden.

Aktuelle Android-Funktionen

Optisch ist Android bereit für unterschiedliche Bildschirmgrößen und AuflösungenVon kompakten Mobiltelefonen über Tablets und Fernseher bis hin zu Autosystemen unterstützt das System 2D- und 3D-Grafikbeschleunigung, und die Benutzeroberfläche wird mithilfe von Bibliotheken gezeichnet, die für die Nutzung der GPU optimiert sind.

Für den internen Speicher verwendet Android hauptsächlich SQLite als leichtgewichtige Datenbank-EngineZusätzlich zum klassischen Dateisystem im Flash-Speicher verfügt jede App über ihr eigenes. Privatsphäre innerhalb des Verzeichnisses /data, auf das andere Anwendungen ohne spezielle Berechtigungen oder Root-Rechte nicht direkt zugreifen können.

Hinsichtlich der Konnektivität unterstützt die Plattform eine breites Spektrum an Mobil- und NetzwerktechnologienDie neuesten Versionen unterstützen GSM/EDGE, CDMA, UMTS, HSPA, LTE und 5G sowie WLAN, Bluetooth, NFC und weitere Optionen. Für den Nachrichtenaustausch integriert Android neben SMS und MMS Push-Benachrichtigungen über Firebase Cloud Messaging (FCM).

El Web-Browser Standardmäßig basiert es historisch gesehen auf WebKit und der V8 JavaScript-Engine und hat sich seitdem immer weiter angenähert. Google Chromeobwohl der Benutzer jederzeit installieren kann Andere Browser wie Firefox, Opera oder Chromium-VariantenAuf Multimedia-Ebene unterstützt es gängige Formate wie WebM, H.264/H.265, MP3AAC, OGG, WAV, JPEG, PNG, GIF und viele weitere Formate, abhängig von Version und Hardware.

Android bietet auch Unterstützung für Streaming von InhaltenDies wurde durch RTP/RTSP-Protokolle, progressives Streaming in HTML5 und anbieterspezifische Lösungen erreicht. Dadurch konnte die Verbreitung von Video- und Musikplattformen auf Mobilgeräten und Android TV ausgebaut werden.

Android-App-Entwicklung und Systeminteraktion

Zur Erstellung von Android-Anwendungen werden hauptsächlich folgende Methoden verwendet: Android Studio als offizielle EntwicklungsumgebungDiese IDE umfasst das Android SDK, Emulatoren, Debugging-Tools, Leistungsanalysetools und Assistenten für grafische Benutzeroberflächen. Früher wurde Eclipse mit dem ADT-Plugin verwendet, heute ist Android Studio jedoch der Standard.

Die gebräuchlichsten Programmiersprachen für Apps sind: Java und KotlinNative Komponenten lassen sich jedoch auch in C oder C++ mithilfe des NDK (Native Development Kit) schreiben. Dies ist nützlich für Spiele und rechenintensive Anwendungen, bei denen bestehende Bibliotheken wiederverwendet werden müssen.

Google bietet a sehr vollständige Dokumentation Die Entwicklerseite enthält Codebeispiele, Designleitfäden, Best Practices für die Interaktion und Richtlinien für Material Design. Darüber hinaus ist die Entwicklergemeinschaft riesig und bietet Foren, Open-Source-Repositories und Drittanbieterbibliotheken für nahezu jeden Bedarf.

Alle diese Aspekte des Entwicklungsökosystems spiegeln sich gleichermaßen in einem Nandroid-Backup wider: Durch die Einbeziehung der Daten- und Systempartitionen enthält das Backup sowohl die heruntergeladenen Apps als auch deren interner Zustand, Konfigurationen und Datenbanken, zum Beispiel für Spielstand speichernWenn Sie die Wiederherstellung durchführen, ist es so, als hätten Sie nie etwas deinstalliert oder geändert.

Sicherheit, Datenschutz und die Rolle von Nandroid-Backups

Android wurde im Laufe der Jahre von Sicherheitsunternehmen und Regierungsbehörden analysiert. Vergleichende Studien haben gezeigt, dass … iOS könnte eine größere Anzahl gemeldeter Sicherheitslücken aufweisen.Android ist tendenziell häufiger Ziel realer Angriffe, zum Teil, weil es die dominierende Plattform ist und zum Teil, weil es die Installation von Apps außerhalb offizieller Stores ermöglicht.

Google hat mit der Verschärfung seiner Sicherheitsmechanismen reagiert: App-Verifizierung bei Google Play, strengere Sandbox-Umgebungen, detaillierte Berechtigungen und standardmäßige Datenverschlüsselung und Tools wie Google Play Protect. Dennoch spielt der Nutzer weiterhin eine Schlüsselrolle, insbesondere beim Entsperren des Bootloaders, beim Rooten des Geräts oder bei der Installation benutzerdefinierter Recovery-Systeme zum Flashen eines Nandroid-Images.

Im Bereich Datenschutz gab es Fälle, in denen bestimmte Standort- oder Synchronisierungsoptionen Bedenken hervorgerufen haben. Funktionen wie beispielsweise die Erfassung von Geodaten oder die Integration mit Kartendiensten Laut durchgesickerten Dokumenten wurden sie mitunter von Geheimdiensten zum Abfangen von Informationen eingesetzt.

Für diejenigen, die tiefgreifende Systemmodifikationen vornehmen, ist ein Nandroid nicht nur eine Absicherung gegen Ausfälle, sondern auch eine Möglichkeit, Probieren Sie datenschutzfreundlichere Einstellungen.Sie können sicherheitsorientierte ROMs installieren, unerwünschte Dienste deaktivieren oder entfernen, und wenn Sie mit dem Ergebnis nicht zufrieden sind, können Sie durch Wiederherstellung des Backups problemlos zum vorherigen Zustand zurückkehren.

Allerdings ist beim Speichern und Verwalten dieser Backups Vorsicht geboten. Ein Nandroid-Speicher enthält alle Ihre persönlichen Daten, Kennungen, Konten und NachrichtenDaher wäre es ein schwerwiegender Sicherheitsfehler, die Daten an einem unsicheren Ort zu speichern oder unverschlüsselt weiterzugeben.

Android auf dem Markt und langfristige Unterstützung

Hinsichtlich der Verbreitung wird Android in folgenden Bereichen eingesetzt: Mobiltelefone, Tablets, Smart-TVs, Uhren, Autos und sogar Haushaltsgeräte.Dank seiner Open-Source-Natur und Flexibilität konnten Hersteller weltweit es in Hardware ganz unterschiedlicher Leistungsklassen und Preisklassen integrieren.

Aktuelle Statistiken zeigen, dass neuere Versionen des Systems, wie zum Beispiel Android 13 und 14Sie gewinnen zwar an Bedeutung, existieren aber auf vielen Geräten weiterhin parallel zu älteren Versionen wie Android 10, 11 oder sogar 9. Dies beeinflusst die Art und Weise, wie Entwickler ihre Apps gestalten müssen, und unterstreicht die Wichtigkeit zuverlässiger Backups.

Der Update-Supportzyklus variiert stark je nach Hersteller: Google-Geräte (Pixel) haben typischerweise mehrere Jahre mit wichtigen Updates und Sicherheitspatcheswährend andere, günstigere Modelle möglicherweise schon bald den Support verlieren.

In diesem Kontext greifen fortgeschrittene Benutzer auf Custom-ROMs zurück. Verlängern Sie die Lebensdauer Ihrer GeräteHier erweisen sich Nandroid-Backups als besonders nützlich: Beim Wechsel von ROMs, Kerneln oder Recovery-Systemen ermöglicht das Aufbewahren einer vollständigen Kopie des vorherigen Systems die Rückkehr zum vorherigen Zustand, falls etwas nicht ordnungsgemäß funktioniert oder die neue Version unbrauchbar ist.

Kurz gesagt, Android ist zu einem riesiges und sehr vielfältiges ÖkosystemIn diesem Umfeld, in dem alle Arten von Geräten, vielfältige Anpassungsmöglichkeiten und uneinheitliche Aktualisierungsrichtlinien nebeneinander existieren, bietet die Beherrschung von Tools wie Nandroid-Backups deutlich mehr Flexibilität, um sich in dieser sich ständig verändernden Landschaft souverän zu bewegen.

Nachdem Sie nun im Detail wissen, wie Android intern funktioniert, wie seine Partitionen organisiert sind, welche Rolle die Wiederherstellung spielt und welche Informationen in einem Nandroid-Backup gespeichert werden, ist es viel einfacher zu verstehen, warum dieses vollständige Backup die beste Lebensversicherung ist, wenn Sie mit ROMs, Rooting, Kerneln oder anderen tiefgreifenden Modifikationen experimentieren möchten: das System zu verstehen und ein umfassendes Backup zu haben, ist unerlässlich. vollständiges Bild des Gerätestatus Diese Kombination ermöglicht es Ihnen, unbesorgt auf Entdeckungsreise zu gehen und, falls etwas schiefgeht, Ihr Telefon mit wenigen Klicks aus dem Wiederherstellungsmodus genau in den vorherigen Zustand zurückzuversetzen.

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Holger

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