|
块的引用为0x0000。当空间都已使用，或对象请求空间大于所有自由块的整体大小，则空 间分配的请求将被拒绝。同时为了保证在执行命令时，敏感性数据在失电或某些外部影响情 况下不被意外改变或破坏，智能卡使用安全备份机制解决这些问题。安全备份机制属于智能 250 卡安全模块的内容。 Java 卡核心单元层的安全模块包括防火墙模块、逻辑通道模块和安全备份模块。防火墙 模块实现了卡上应用的独立性和对象间的访问规则，并且被所有模块在访问对象时使用。被 防火墙保护的一组对象的成员变量和方法称为一个组上下文，从一个组上下文中，可以访问 在这个组上下文中创建的对象的所有成员变量和方法，如果属于另一个组上下文的对象与该 255 上下文实现了共享接口，那么也可以访问其所有成员变量和方法。逻辑通道模块的任务是允 许一次选择多个应用会话，每个应用会话占用一个逻辑通道。一个逻辑通道的生命周期分为 打开、使用和关闭，使用ISO APDU 命令Manage Channel 管理通道的开闭。默认的应用可 以在卡片复位后被定义为自动选择，以便在基逻辑通道上（通道 0）进行通信。基本通道0 不可被关闭。安全备份模块管理备份机制，保证敏感性数据在失电或某些其它外部影响情况 260 下不被改变或破坏。安全备份模块为智能卡提供了一套数据安全备份与恢复机制，保证敏感 性数据在操作过程中发生如果意外掉电，数据能够恢复为原始状态而不至于被损坏。 3.3 应用管理层 应用管理层的主要任务是管理智能卡系统的架构，此架构可以灵活地将应用安装、运行 在发行商的卡片上，或从卡片上删除。应用管理层包括卡片管理器模块和安全域模块。卡片 265 管理器模块负责卡上小应用的生命周期管理；安全域模块负责对应用相关密钥进行加解密， 校验等操作。卡管理器模块主要是维护卡上小应用程序的生命周期，同时它是一个特殊的应 用，是卡上的常驻应用，维护卡片的生命周期。如果卡管理器处于被锁定或终止阶段，那么 其他应用皆不可选中。安全域模块是另一个重要的组成，其管理着卡上应用相关的密钥，可 以对密钥进行存储、加密、解密、校验等操作。在对卡上内容进行修改时，如对包或应用执 270 行下载、安装或删除操作时，必须首先通过外部认证选中卡管理器应用。外部认证是一个间 接的认证过程，用于实现卡外实体与卡管理器建立一个安全通讯的通道，在认证过程中就涉 及到了安全域模块所管理的密钥。 应用管理层通过卡管理器模块和安全域模块来管理卡上应用。当应用成功导入卡片后， 可在任意时间使用Install (for Install)命令安装applet 或使用DELETE 指令删除卡上包和应 275 用。当卡上已有的包或已安装的应用被删除后，注册应用列表将被做相应修改。当应用删除 失败，将抛出异常，并保持一个安全的状态，可以继续执行其他操作。这就是应用管理层管 理卡上应用的主要过程，包括卡上应用的安装、运行和删除。 3.4 USIM 应用层 USIM 应用层处于Java 智能卡的最高层，提供特定的外部指令接口集。USIM 应用层的 280 主要功能包括建立文件系统，建立与文件系统安全相关的访问控制系统和生命周期管理系 统，支持对文件的选取和文件内容的读取。此外，USIM 应用层还提供卡片与USIM 网络鉴 权、与手机终端进行主动式对话和开发API，开发USAT 应用等功能。USIM 应用层的子模 块包括应用指令处理模块、文件系统模块、OTA 模块和安全认证模块[14]。应用指令处理模 块得主要功能是对文件系统执行选择，读取，锁定，解锁，查找，增加记录等操作；对访问 285 控制系统执行校验，修改，失效，有效，解锁等操作。 文件系统模块负责卡片数据文件存储与读写管理操作的实现，以目录与文件的方式有序 的存储用户数据，并提供给用户查询与读写方式。文件系统的基本实体是文件。一般的，卡 中存在四种文件：MF，ADF，DF 和EF。MF 代表卡片文件组织的根，可以包含专用文件(DF) 和基本文件(EF)。DF 位于MF 或其它DF 之下，包含系统信息或应用专用信息，该文件可 290 以包含若干个EF 或DF。 ADF 代表USIM 文件系统的根。ADF 于USIM 安装时创建生成。 ADF 可以认为是一个DF，但仅限于在UICC 对话中存在。EF 位于MF 或DF 之下，是整个 文件系统的末端，包含系统信息、内部数据或用户数据。一般的，EF 可分为二进制文件 (Transparent)、循环记录文件(Cyclic fixed)和线性定长记录文件(Linear fixed)。 OTA 模块负责实现Java 卡的RFM、RAM 的安全管理。OTA 模块的实现分为四层和八 295 个模块。四层分别为：承载层、传输层、安全层、应用层；八个模块依次为：承载模块、23.040 功能模块、23.040 级联功能模块、23.048 功能模块、安全域模块、指令脚本处理模块、远程 文件管理模块和远程应用管理模块。安全认证模块负责USIM 和网络的相互鉴权，密钥管理， 提供关键数据的加、解密运算方法。3G 采用双向的鉴权方式[15]，用户和网络相互鉴权，二 者使用相同的用户密钥K，并且只存储在USIM 卡和AuC 中。密钥K 参与在整个鉴权过 300 程中，其有128 位长，并保存在USIM 中，用于鉴权算法。鉴权时如果用户和网络使用相 同的算法和密钥加密相同的一段明文后的出的结果一致，则鉴权通过，用户正常入网；否则， 鉴权失败。 4 Java 卡设计的可行性分析 目前，Java 智能卡的主要应用领域为银行存储卡和通信的SIM 卡。本文中所设计的Java 305 卡主要应用于通信领域，因此对于该设计的可行性分析需基于通信领域的进行分析测试。一 般的，从两方面进行测试。其一是微观测试，即借助于测试软件分析观察卡片指令交互是否 正确，这里的正确包含了正反两方面的意思，即：当给卡片发送正确指令时，卡片正常响应； 当给卡片发送错误指令时，卡片异常响应，并且给出错误提示码。其二是宏观测试，即对于 卡片的基本功能测试，将所设计的Java 卡应用于真实的手机中进行实网测试，测试项包括 310 开机入网，拨打接听电话，收发短信等。 微观测试，即卡片指令交互测试，可通过编写的测试脚本及测试工具完成。具体测试指 令包括：Select（选择指令）、status（取状态）、Read Binary（读二进制文件）、Update Binary （更新二进制文件）、Read Record（读记录文件）、Update Record（更新记录文件）、increase （增加指令）、pin 操作指令（校验，失效，有效，解锁等）、文件操作指令（失效，有效 315 等）和Authenticate（鉴权）等。测试从正反两方面进行，当给卡片发送正确指令时，卡片 应正常响应；反之，当给卡片发送错误指令时，卡片应给出相应的错误响应码。测试过程如 下图所示： 图5 指令交互测试过程示意图 320 测试中未发现错误，证明卡片对于测试指令能够正确响应。 宏观测试，即将所设计的Java 卡应用于真实手机中进行基本功能测试，测试项包括开 机入网，拨打接听电话，收发短信等。通过对30 部常用品牌手机的实机测试，发现卡片装 入手机后均能正常开机，拨打接听电话和收发短信，因此证明所设计的Java 卡能成功执行 325 预期的基本功能。以下为具体测试结果： 表1 基本功能测试表 测试手机 拨打接听电话 发送接收短信 开机 手机 厂商 手机 型号 期望结果 实测结果 期望结果 实测结果期望结果 实测结果 索爱 z550c 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 索爱 k510c 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 英华 i519 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 天时 达 t082 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 天语 s658 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 天语 A689 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 天语 B890 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 三星 7300 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 联想 i906 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 联想 V727 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 联想 S9 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 波导 d650 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 步步 高 i288 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 夏新 e600 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 飞利 浦 699 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 阿尔 卡特 s860 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 多普 达 d585 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 诺基 亚 39 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 诺基 亚 5310 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 诺基 亚 X3 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 三星 W589 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 三星 W539 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 三星 D908 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 MOTO L6G 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 MOTO c117 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 MOTO W375 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 CECT C1000 + 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 UT G1260 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 酷派 288 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 金立 V6 通话正常 正常 收发短信正常 正常 开机正常 正常 330 由以上测试可知：通过微观及宏观测试，证明了所设计的Java 智能卡的可用性及正确 性。此外，本设计最大的优点在于将UICC 平台与Java 技术有机的结合起来，从而充分的 发挥了两者的优势，使Java 卡的多应用更加灵活；而采用分层模型设计，则使设计思路清 晰，易于理解。 5 总结 335 本文讨论了一种基于UICC 平台的Java 卡的设计。UICC 平台是一种多应用平台。Java 卡是一种新型的智能卡，它采用Java 语言编程，它的核心部分是Java 虚拟机，Java 运行环 学术论文网Tag：代写论文 论文发表 计算机论文 代写毕业设计 代发论文 信息系统论文 |
