Minimal Kernel - 最小化内核

基于插件架构的本地数据处理平台

🎯 项目简介

Minimal Kernel 是一个基于插件架构的本地数据处理平台，专注于个人健康数据管理。采用最小化内核设计理念，通过 WebAssembly 插件系统实现无限扩展性，让用户完全掌控自己的数据。

项目愿景：为注重隐私的个人用户打造一个安全、可扩展、本地优先的数字健康管理平台。

📸 系统架构概览

整体架构

┌──────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    用户界面层 (Tauri)                     │
│  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐     │
│  │  仪表盘组件  │  │  健康卡片   │  │  数据图表   │     │
│  └──────┬──────┘  └──────┬──────┘  └──────┬──────┘     │
├─────────┴─────────────────┴─────────────────┴────────────┤
│                    Tauri IPC 通信层                       │
│                    (双向消息传递)                          │
├───────────────────────────────────────────────────────────┤
│                  内核桥接层 (KernelBridge)                │
│              (消息路由、状态管理、事件分发)                │
├───────────────────────────────────────────────────────────┤
│                   插件运行时 (Extism)                     │
│  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐     │
│  │ 健康监测插件 │  │ 数据分析插件 │  │ AI 建议插件 │     │
│  │   (WASM)    │  │   (WASM)    │  │   (WASM)    │     │
│  └──────┬──────┘  └──────┬──────┘  └──────┬──────┘     │
├─────────┴─────────────────┴─────────────────┴────────────┤
│                    最小化内核 (Rust)                      │
│  ┌────────────┐  ┌────────────┐  ┌────────────┐        │
│  │  消息总线   │  │  存储系统  │  │  身份管理  │        │
│  │(Pub/Sub)   │  │ (SQLite+sqlx)   │  │  (Alloy)   │        │
│  └────────────┘  └────────────┘  └────────────┘        │
└──────────────────────────────────────────────────────────┘

🔄 信息流与交互模型

1. 前端到后端的数据流

用户操作 → UI组件 → Tauri Command → KernelBridge → MessageBus → WASM Plugin
                                                           ↓
                                                      数据处理
                                                           ↓
UI更新 ← Tauri Event ← KernelBridge ← MessageBus ← 处理结果

2. 插件间通信流

Plugin A                    MessageBus                    Plugin B
   │                            │                            │
   ├──publish("topic", data)──→│                            │
   │                            ├──route message──────────→│
   │                            │                            ├─process
   │                            │←───publish response────────┤
   │←───receive response────────┤                            │

3. 数据存储流

Plugin → Storage Request → Host Function → SQLite → Encrypted Data
                                              ↓
Plugin ← Storage Response ← Host Function ← Query Result

🎯 目标用户体验

最终交互愿景

一键安装：下载安装包，双击即可使用
可视化配置：拖拽式仪表盘编辑，所见即所得
插件商店：浏览、安装、管理插件，类似 VS Code 扩展
健康洞察：AI 驱动的健康建议和趋势分析
数据导出：支持多种格式导出，与医疗系统兼容

核心使用场景

用户场景示例：
1. 早晨打开应用 → 查看睡眠质量分析 → 获得今日健康建议
2. 连接智能设备 → 自动同步数据 → 实时监测健康指标
3. 月度健康报告 → 趋势分析 → 导出给医生参考
4. 安装新插件 → 扩展监测维度 → 个性化健康管理

🏗️ 核心组件功能详解

1. 前端层（Tauri + Web）

仪表盘系统：可自定义的卡片式布局
实时更新：WebSocket 推送数据变化
响应式设计：适配桌面和平板
主题系统：深色/浅色模式切换
国际化：多语言支持

2. 内核桥接层（KernelBridge）

消息路由：前端请求分发到对应插件
状态管理：维护应用全局状态
事件聚合：收集插件事件并推送前端
权限控制：验证前端请求的合法性
缓存层：优化频繁请求的性能

3. 插件系统（WebAssembly）

安全隔离：每个插件独立沙箱运行
资源限制：CPU/内存使用量控制
标准接口：统一的插件生命周期
热更新：无需重启即可更新插件
依赖管理：自动处理插件依赖关系

4. 数据存储（SQLite）

加密存储：敏感数据端到端加密
版本控制：数据模式自动迁移
备份恢复：定期自动备份
数据隔离：插件数据互相隔离
查询优化：索引和查询计划优化

✨ 核心特性

🔌 完整插件系统: 基于 Extism WebAssembly，支持多语言插件
🏠 本地优先: 数据完全本地存储，离线可用
🔒 零信任架构: Alloy 身份管理，端到端加密
⚡ 高性能运行时: Tokio 异步，零拷贝消息传递
🧩 无限可组合: 插件间自由通信，动态加载
🛠️ 开发者友好: 丰富 SDK，完整工具链

🚀 快速开始

🛠️ 开发环境要求

Rust 1.75+
Node.js 18+ (用于 Tauri)
WebAssembly target: rustup target add wasm32-unknown-unknown

📥 获取代码

# 克隆仓库
git clone https://github.com/hpeXt/Unnamed.git
cd Unnamed

# 构建核心项目
cargo build --release

# 构建插件（示例）
cd plugins/hello
cargo build --target wasm32-unknown-unknown --release
cd ../..

# 运行 Tauri 应用（可选）
cd src-tauri
cargo tauri dev

🔧 运行与测试

# 运行内核
cargo run

# 使用调试日志
RUST_LOG=debug cargo run

# 运行测试
cargo test

# 运行特定测试
cargo test --test integration_test

🔐 身份管理配置

Minimal Kernel 支持多种身份管理方式，适应不同使用场景：

配置选项

[identity]
# 是否使用系统 keyring（默认: true）
use_keyring = true

# keyring 访问超时时间（秒）- 给用户足够时间输入系统密码
keyring_timeout_secs = 30

# 私钥文件路径（当 use_keyring = false 时使用）
# private_key_file = "~/.minimal-kernel/identity.key"

# 是否允许从环境变量加载私钥
allow_env_key = true

使用场景

1. 本地开发（默认）

# 使用系统 keyring，首次运行需要输入系统密码
cargo run

2. CI/CD 环境

# 方式一：使用环境变量
export MINIMAL_KERNEL_PRIVATE_KEY="your-private-key-hex"
cargo run

# 方式二：禁用 keyring，使用文件
# 在 kernel.toml 中设置:
# use_keyring = false
# private_key_file = "/path/to/identity.key"

3. 自动化测试

# 创建测试配置
cat > test.toml << EOF
[identity]
use_keyring = false
allow_env_key = true
EOF

# 运行测试
MINIMAL_KERNEL_PRIVATE_KEY="test-key" cargo run -- --config test.toml

安全建议

生产环境推荐使用 keyring 或加密文件存储
避免在代码中硬编码私钥
定期轮换密钥
使用环境变量时确保 CI/CD 系统的安全性

📁 项目架构

🏗️ 项目结构

Unnamed/
├── src/                         # 内核核心
│   ├── main.rs                  # 程序入口
│   ├── config.rs                # 配置系统
│   ├── kernel/                  # 内核模块
│   │   ├── plugin_loader.rs     # 插件加载器
│   │   ├── message_bus.rs       # 消息总线
│   │   └── host_functions.rs    # 主机函数
│   ├── storage/                 # 存储层
│   └── identity/                # 身份管理
├── plugin-sdk/                  # 插件开发 SDK
│   └── src/
│       ├── plugin.rs            # 插件接口
│       ├── error.rs             # 错误处理
│       ├── message.rs           # 消息通信
│       ├── macros.rs            # 开发宏
│       └── utils.rs             # 工具函数
├── plugins/                     # 插件示例
│   ├── hello/                   # 简单示例
│   ├── echo/                    # 回声插件
│   └── storage-test/            # 存储测试
├── src-tauri/                   # Tauri 前端
│   └── src/
│       ├── main.rs              # Tauri 主程序
│       ├── bridge.rs            # 内核桥接
│       └── container.rs         # 容器管理
├── tests/                       # 测试文件
└── migrations/                  # 数据库迁移

🔧 技术栈

插件引擎: Extism (WebAssembly)
异步运行时: Tokio
数据库: SQLite + sqlx
身份管理: Alloy (以太坊兼容)
桌面框架: Tauri v2
开发语言: Rust (内核) + 多语言插件支持

🎯 核心功能

✅ 插件系统

基于 WebAssembly 的安全执行环境
支持多语言插件开发（Rust、Go、JavaScript 等）
插件自动发现和加载
生命周期管理

✅ 消息通信

异步消息总线
发布/订阅模式
插件间通信隔离

✅ 数据存储

SQLite 本地存储
插件数据隔离
事务支持

✅ 身份管理

以太坊兼容的身份系统
多种密钥存储方式
数字签名支持

🚀 使用示例

创建第一个插件

use plugin_sdk::prelude::*;

#[derive(Default)]
pub struct MyPlugin {
    config: Option<PluginConfig>,
    status: PluginStatus,
}

plugin_info!(
    name: "my-plugin",
    version: "1.0.0",
    description: "我的第一个插件"
);

impl Plugin for MyPlugin {
    fn initialize(&mut self, config: PluginConfig) -> PluginResult<()> {
        log_info!("插件初始化成功!");
        self.config = Some(config);
        self.status = PluginStatus::Running;
        Ok(())
    }
    
    fn handle_message(&mut self, msg: PluginMessage) -> PluginResult<()> {
        log_info!("收到消息: {}", msg.topic);
        Ok(())
    }
}

plugin_main!(MyPlugin);

运行示例插件

# 编译示例插件
cd plugins/data-collector
cargo build --target wasm32-unknown-unknown --release

# 运行内核（自动加载插件）
cd ../../
cargo run

📊 项目状态

当前版本：v0.01（技术预览）

核心架构已经实现：

✅ WebAssembly 插件引擎（Extism）
✅ 异步消息系统（Tokio + 发布订阅）
✅ 本地存储层（SQLite + sqlx）
✅ 身份管理系统（Alloy 以太坊兼容）
✅ 插件 SDK（完整的开发工具包）
✅ Tauri 桌面应用框架
✅ 基础 UI 容器管理

目标版本：v0.1（首个公开版本）

预计发布时间：2025年8月22日（3周开发周期）

🗺️ 详细开发路线图

📅 第一阶段：安装与首次体验优化（第1-3天）

目标：让用户能够轻松安装并快速上手

Day 1: 打包优化

配置 macOS 代码签名和公证
设置 Windows 安装程序（WiX）
配置 Linux 打包（AppImage/deb）
创建自动更新机制

Day 2: 首次启动体验

设计欢迎界面 UI
实现引导教程（交互式）
创建示例数据生成器
添加快速配置向导

Day 3: 安装程序完善

添加安装选项（路径、快捷方式等）
实现卸载清理逻辑
创建便携版本
编写安装故障排除指南

📅 第二阶段：插件开发生态（第4-7天）

目标：让开发者能在5分钟内创建第一个插件

Day 4-5: CLI 工具开发

# 目标命令
minimal-kernel create-plugin my-health-monitor
minimal-kernel dev --hot-reload
minimal-kernel build --release
minimal-kernel publish

Day 6: 开发体验优化

VS Code 扩展（语法高亮、自动完成）
插件模板集合（健康、金融、生产力等）
实时日志和调试工具
性能分析工具

Day 7: 文档和教程

视频教程：10分钟创建健康监测插件
API 参考文档（自动生成）
最佳实践指南
常见问题解答

📅 第三阶段：核心系统强化（第8-12天）

目标：构建稳定、安全、高性能的插件运行环境

Day 8-9: 插件管理系统

依赖解析算法（拓扑排序）
版本兼容性检查
插件沙箱资源配额
自动更新机制

Day 10: 权限系统

// 权限示例
{
  "permissions": {
    "storage": ["read", "write"],
    "network": ["fetch"],
    "system": ["notifications"],
    "plugins": ["message:health-data"]
  }
}

Day 11-12: 插件市场

市场 UI 设计（类似 VS Code）
搜索和筛选功能
评分和评论系统
一键安装流程

📅 第四阶段：用户界面革新（第13-16天）

目标：打造直观、美观、高效的用户界面

Day 13-14: 布局系统

拖拽组件库（React DnD）
网格布局系统（CSS Grid）
布局模板保存/加载
响应式断点设计

Day 15: 主题和个性化

主题引擎（CSS 变量）
自定义主题编辑器
动画和过渡效果
无障碍功能（ARIA）

Day 16: 交互优化

全局快捷键系统
命令面板（Cmd+K）
上下文菜单
撤销/重做系统

📅 第五阶段：健康数据功能（第17-19天）

目标：实现核心健康数据管理功能

Day 17: 数据模型

// FHIR 兼容的数据模型
interface HealthRecord {
  resourceType: "Observation" | "Condition" | "Medication";
  subject: PatientReference;
  effectiveDateTime: string;
  valueQuantity?: Quantity;
  interpretation?: CodeableConcept[];
}

Day 18: 可视化组件

心率变异性图表
睡眠阶段分析
血压趋势图
活动热力图

Day 19: 智能分析

异常检测算法
趋势预测（移动平均）
健康评分计算
个性化建议生成

📅 第六阶段：质量保证与发布（第20-21天）

目标：确保软件质量，顺利发布 v0.1

Day 20: 测试冲刺

自动化 UI 测试（Playwright）
性能基准测试
内存泄漏检测
安全审计

Day 21: 发布准备

生成发布说明
更新官网
准备演示视频
发布到 GitHub Releases

🎯 版本对比

特性	v0.01（当前）	v0.1（目标）
安装方式	源码构建	一键安装包
平台支持	macOS 测试	macOS/Windows/Linux
插件开发	手动创建	脚手架工具
插件示例	3个	10+ 个
UI 组件	基础容器	15+ 种组件
文档完整度	60%	95%
用户体验	开发者向	用户友好

🚀 未来展望（v0.2+）

v0.2 - 社区版本（2025年10月）

插件市场和发现机制
社区插件分享平台
高级数据分析功能
AI 驱动的健康建议

v1.0 - 稳定版本（2026年）

P2P 网络集成
分布式数据同步
端到端加密通信
企业级功能支持

📚 开发资源

示例代码

查看 plugins/ 目录下的示例插件：

hello/ - 最简单的插件示例
echo/ - 消息处理示例
storage-test/ - 存储功能示例

外部资源

Extism 官方文档 - WebAssembly 插件框架
Alloy 文档 - 以太坊开发工具

🌟 核心价值与设计哲学

🎯 "一切皆插件"

内核只包含最核心功能（消息传递、存储、身份管理）
所有业务逻辑以插件形式存在
插件可以无限组合和扩展

🏠 本地优先

数据完全本地存储和处理
无需联网即可完整工作
用户拥有100%数据主权

🔒 零信任安全

WebAssembly 沙箱隔离执行
插件间严格权限控制
以太坊兼容的身份系统

🚀 开发者友好

Rust 类型安全保证
丰富的开发工具和宏
完整的测试框架

💡 为什么选择这个架构？

技术选型理由

Rust: 内存安全、高性能、零运行时开销
WebAssembly: 安全沙箱、跨语言支持、接近原生性能
Tauri: 原生应用体验、小体积、高安全性
SQLite: 本地存储、事务支持、零配置
Tokio: 高性能异步运行时、成熟稳定

架构优势

模块化设计: 核心功能与业务逻辑完全解耦
安全隔离: 每个插件运行在独立沙箱中
易于扩展: 新功能只需添加插件，无需修改核心
跨平台: 一次开发，全平台运行
面向未来: 为 P2P 和分布式扩展预留接口

🔧 技术实现细节

消息传递机制

// 异步消息发布
kernel.publish("health.heartrate", json!({
    "value": 72,
    "timestamp": "2025-08-01T10:30:00Z",
    "device": "apple-watch"
})).await?;

// 订阅消息
kernel.subscribe("health.*", |msg| {
    println!("收到健康数据: {:?}", msg);
}).await?;

插件通信接口

// 插件间直接通信
let response = plugin.call("analyze-health-data", json!({
    "type": "heartrate",
    "period": "last-7-days"
})).await?;

// 批量数据处理
let batch_result = plugin.process_batch(vec![
    HealthData::HeartRate(72),
    HealthData::BloodPressure(120, 80),
    HealthData::Steps(8500),
]).await?;

前端集成示例

// Tauri 命令调用
const healthData = await invoke('get_health_summary', {
    userId: currentUser.id,
    dateRange: 'last-30-days'
});

// 实时数据订阅
listen('health-update', (event) => {
    updateDashboard(event.payload);
});

// 插件管理
const plugins = await invoke('list_plugins');
await invoke('install_plugin', { 
    name: 'sleep-analyzer',
    version: '1.2.0' 
});

数据安全实现

// 端到端加密存储
let encrypted_data = crypto::encrypt(
    &health_record,
    &user_key
)?;
storage.insert("health_records", encrypted_data)?;

// 权限验证
#[tauri::command]
#[require_permission("health:read")]
async fn get_health_data(user_id: String) -> Result<HealthData> {
    // 只有授权用户可以访问
}

🤝 贡献

欢迎各种形式的贡献：

提交问题和建议
开发新插件
改进核心功能
完善文档

开始贡献: 查看 Issues

📄 许可证

本项目采用 MIT 许可证。详见 LICENSE 文件。

🎉 致谢

感谢以下开源项目：

Extism - WebAssembly 插件框架
Alloy - 以太坊开发工具
Tokio - 异步运行时
SQLx - 异步 SQL 工具包
Tauri - 桌面应用框架

🔗 快速链接

开发资源

社区

GitHub Issues - 报告问题和功能建议
Discussions - 社区讨论
Roadmap - 项目进度跟踪

Name		Name	Last commit message	Last commit date
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.cargo		.cargo
.devcontainer		.devcontainer
.github		.github
docs		docs
frontend		frontend
migrations		migrations
plugin-sdk		plugin-sdk
plugins		plugins
scripts		scripts
src-tauri		src-tauri
src		src
tests		tests
.gitignore		.gitignore
CI-CD-IMPROVEMENTS.md		CI-CD-IMPROVEMENTS.md
CI_CD_TROUBLESHOOTING.md		CI_CD_TROUBLESHOOTING.md
Cargo.lock		Cargo.lock
Cargo.toml		Cargo.toml
Dockerfile.optimized		Dockerfile.optimized
LICENSE		LICENSE
README.md		README.md
clippy.toml		clippy.toml
config.toml		config.toml
kernel.toml		kernel.toml
rustfmt.toml		rustfmt.toml

License

hpeXt/Unnamed

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