J2EE概述 |
| 时间：2014-05-04 10:14:28 来源：不详 作者：佚名 |
Java的技术，因为 com
Enterprise Java、 Embedd
上的要求有限，并且受限於
所妥协。Java Card也是基
在如同smart card晶片般大
平台。
| puting resource的不同，而区
ed Java与 Java Card等。若是
硬体资源大小（如呼叫器），所
於硬体与应用的 求所开发的技
小的有限资源下执行。所以，目
| 分为不同性质的Java平台，如
以Embedded Java来说，因为功能
以在硬体与Java执行环境上必须有
术，目的是使得 Java的技术能够
前Java Card可以说是最小的Java
|
Java Card是Java 平台
有严格硬体限制的环境。Ja
为了将Java平台的特性以及
| 中最小的 subset，其设定的执
va Card的问世，一方面是为了
Java Card 的好处带到smart ca
| 行环境为smart card上的晶片或是
推展Java的应用层次，一方面也是
rd上，这些好处主要有：
|
Platform-Indep enden
在不同卡片的JCAE（ Java
来达到跨平台的能力。
| t：使得 Java Card applets （
Card Application Environment
| 在Java Card上执行的程式）能够
）上执行，即透过Java VM 的机制
|
Multi-Applicat ion Capable：在同
applets ，并且也能够透过 download的
，使得卡的使用能够更有弹性。
| 一个Java Card 中能够存放多个 Java Card
方式来下载必要的applets 而达到一卡多用途的好处
|
Compatible with Existing Smart C
（ Smart Card标准）以及工业界标准如
| ard Standards： Java Card能与国№ 标准ISO 7816
Europay/Master Card/Visa (EMV)相容。
|
所以，在未来Java Car
用，如身份识别、医疗资讯
於一张卡上，使得这些随身
| d不但能够取代今日Smart Card
记录、电子钱包、门禁管控等，
的软体能够更小更实用。
| 的功能，更能够发展出多样化的应
甚至能将许多不同的应用程式集合
|
JavaCard现行的版本有2.0与2.1版，
年刚释出。
| 其中2.0版是在1997 年底所释出，而2.1 版则是在今
|
| 如图1所示Java Card实№运作的模式，主要分为二个部分。 |
第一个部分就是 Java
中的Card Reader来传输、
则可以执行applet程式，使
部分则是图1右方的 Termin
。
| Card这一端，配合CAD（Card Ac
读取Card中的资料，并且供给 C
得一些敏感的资料与行为能够安
al端，负责提供服务程式及操作
| ceptance Device ），也就是图1
ard所 的电源。而JavaCard本身
全执行而不受外部程式影响。第二
介面，并透过CAD 与JavaCard沟通
|
另外，在图1中所表示
是 terminal与Java Card沟
Command APDU，主要适用来
| 的 APDU(Application Protocol
通的格式与协定。由terminal
下达指令以及传输资料给Java C
| Data Units)即双箭头的部分，则
端传送给Java Card 的APDU称为
ard。图2即Command APDU的格式。
|
| CLA - Class Byte，用於识别applet |
| INS - Instruction Byte ，下达给applet之指令 |
例如，terminal要
CLA=0x80）时， Command A
| 下达两个byte相加的加法指令（
PDU的写法可能为：
| INS＝ 0x01）给applet（
|
而当Java Card applet接收到此一指
terminal端所下达的指令来执行，并将D
| 令时则会先判断 CLA byte是否为 0x80，接著再根据
ata Field依指令性质取出两个独立的byte来相加。
|
而由Java Card端回传给terminal端
式。
| 的 APDU则称为 Response APDU，图3则为此APDU之格
|
所以，利用上述的加法
value(16-bit integer)，
| 为例，Java Card applet执行後
则 Response APDU的表示法可能
| 所return的值若为 short
为：
|
其中Data Field为一sh
0x9000 ）即"success"或是
| ort integer（以两个bytes表示
"no error"的意思。
| ），而SW1与SW2所表示的意义（
|
根据图1的运作模式，若以电子钱包
applet ，负责提款、付帐与维护帐目，
Terminal）的Card Reader中，透过提款
知Java Card 上的applet将这笔款项存入
就成为一个行动的卡片钱包。若我们 要
同的逻辑来扣除款项。所以，在诸如此类
来达到消费的目的。不同於一般信用卡的
手续与携带零钱的麻烦。
| 为例，我们一开始会在Java Card上 install一个
当我们 要提款时，必须Java Card放入提款机（
机的服务程式与介面来提出我们 要的款项，并且通
Java Card 的帐目中。如此我们所持有的Java Card
消费的话（如搭公车、网路购物等），就可以透过相
的消费行为里，我们就可以透过这种简单的读卡动作
是，我们不但能做小额的消费，也省去了付帐的繁杂
|
Java Card有如一部具
environment的 求，其最
| 体而微的电脑，其硬体的规格主
小的规格要求为：
| 要是在於维护Java Card runtime
|
512 bytes RAM：主要
| 用於存放程式执行时的 stack、
| 暂存资料以及做为I/O的缓冲区。
|
24 KB ROM ：主要用於存放系统的程
native functions 等。
| 式以及 Runtime Environment，如 JVM、applets、
|
8 KB EEPROM：用於储
放之处。
| 存我们所下载至 Java Card的 a
| pplets，并且做为 object heap存
|
8-bit processor： Java Card必须
| 至少支援8位元的处理器。
|
在上述的硬体架构中，
的软体架构则具有OS、 nat
构在此JCRE上的应用程式（
软体架构相仿，图5即为Jav
| 基本上我们可以将Java Card想
ive functions 、JCRE(Java Ca
Java Card applets），事实上J
a Card之软体架构。
| 像为一部PC的缩影，而Java Card
rd Runtime Environment)以及架
ava Card的软体架构也是与今日的
|
在此软体架构中，最底
的作业系统。而在上面两层
们所谓的JCRE，主要负责执
Industry Add-on Classes
提供属於自己的服务程式。
| 层的OS and Native Functions
Java Card Interpreter与Java
行Java Card applets以及提供
则是 service provider 所提供
| 是负责低阶的处理工作，如同今日
Card APIs and Framework就是我
applet执行所 要的环境。而
的classes，使得企业与公司能够
|
Java Card的最上层就是所谓的Java
以执行多个Java Card applets，但是要
Multi-thread，所以一次只能执行一个ap
隔。尽管如此，在Java Card的设计之中
让applet implement javacard.framewor
resource。
| Card applets，就如图5-1所示，一个 Java Card可
特别注意，Java Card 的执行环境并无支援
plet，并且 applet与applet之间也有firewall的阻
亦有让不同的 applets相互沟通的机制，我们只 要
k.Shareable interface就能够分享applet 的
|
因为受限於体积与 res
Java Card执行环境的支援
| ource，所以 Java Card在执行
现况，其他详细内容请参考 ref
| 环境上的支援是相当有限的，表即
erences。
|
Java Ring又名 Java-Powered iButt
Java Ring只是Java Card的另外一种型态
戒指之上，成为一个Java Ring。
| on，是Dallas Semiconductor公司的产品，事实上
，Dallas公司将它制作成为钮扣的形状，进而镶嵌在
|
因为Java Ring是沿袭Java Card的规
Java Card的原有的硬体架构下加强了其
面。
| 格，所以在软体的架构上是相同的。而 Java Ring在
原有的结构，并且发展出与Java Card不同的应用层
|
Java Card的2.1版总共
| 分为四个 packages，而其内容
| 与重要的物件分述如下：
|
javacard.lang packag
有的Java物件皆继承其下。
| e：提供 Java language重要的c
| lasses，如 Object物件，因为所
|
| Object class - root of class hierarchy |
Throwable class - 为所有 error及
exception
| exception 的superclass，这亦表示Java Card支援
|
javacard.frame work package ：是
Java Card applet基本的物件与工具。
| Java Card API 主要的core package，提供了实做
|
IOS7816 abstract int
| erface - 提供了ISO7816所使用
| 的常数值
|
PIN abstract interfa
证 PIN是否为validate 等
| ce - 使其 subclass能透过此一
功能
| 介面能够做check PIN number及验
|
Shareable abstract i
互相沟通的功能
| nterface - 使得不同的applets
| 能够透过implement此介面来达到
|
AID class - AID(Appl
，使得JCRE能够透过一个AI
| ication Identifier)是用来唯
D table来识别或选择我们所要
| 一表示Java Card applet的number
执行的applet
|
APDU class - 是属於
传送 terminal端的指令与
| JCRE的物件，是藉由maintain一
回传applet执行的结果与状态的
| 个 byte array buffer 来接收与
标准格式
|
Applet class - 每一个 Java Card
implement时要特别注意几个methods，如
AID下达 select或deselect 此applet的
register 则是applet下载至 Java Card
册完成，并且被 terminal所select 时，
process method来处理并负责回传结果
| applet 都必须继承在此 class之下。其中在
select、 deselect是当 terminal端跟据 applet的
指令时，由JCRE来启动的 methods。而 install与
安装并向 JCRE注册之methods 。等到applet安装注
所有下达的 APDU command接会交由applet的
|
JCSystem class - 负
的管理
| 责管理 applet与Java Card 的
| 系统资源，如AID 与Transaction
|
OwnerPIN class - 继
提供相关check与 update等
| 承自PIN interface，负责 main
methods
| tain卡片持有人的PIN number，并
|
Util class - 是一个提供常用工具
| 的class ，如byte array copy与compare等
|
javacard.secur ity p
interface与class 如下：
| ackage：提供安全机制与物件的
| package，其中几个重要的
|
Key abstract interface - 是 DESK
介面
| ey、 PrivateKey、 PublicKey等 interface的共同
|
KeyBuilde r class -
| 是一个 create各种安全的 key
| 的factory
|
MessageDi gest class
| - 是一个可以将message做数位
| 签章之object
|
javacardx.cryp to package：其中
制，而此package 仅包含了一个 interfa
| 包含了关於加密与安全的物件，并且有美国的出口限
ce与一个 abstract class：
|
Cipher abstract clas
| s - 使得在Java Card中的资讯
| 得以加密保护
|
| package samples.HelloWorld; |
import javacard.framework.*; //i
| moprt必要的package
|
| public class HelloWorld extends Applet |
| //此echoBytes array为"HelloWorld"的16进位表示法 |
private static final byte ec
| hoBytes[] = {
|
0x48, 0x65, 0x6
| c, 0x6c, 0x6f, 0x57, 0x6f, 0
| x72, 0x6c, 0x64};
|
| protected HelloWorld(APDU apdu) |
| { //在applet initiate时向JCRE注册 |
/*当applet下载至Java Card时，则
| 会启动install method来安装applet，并传入
|
public static void install(
| byte[] bArray, short bOffset, byte bLength )
|
HelloWorld applets new HelloWo
| rld(null);
|
public void process(APDU apd
| u) throws ISOException
|
| byte buffer[] = apdu.getBuffer(); |
//将echoBytes，及"HelloWorld"by
| te自串copy至APDU的buffer
|
Util.arrayCopyNon
| Atomic(echoBytes, (short)0,
| buffer,
|
(short)0, (shor
| t)echoBytes.length);
|
| //将APDU buffer的资料设为"写出"，并直接传送出去 |
apdu.setOutgoingAndSend((short)
| 0, (short)echoBytes.length);
|
以上是一个 HelloWorld的例子用来
此 HelloWorld范例程式的执行，是预设
处理此APDU，而是直接将"HelloWorld"的
| 介绍基本的Java Card applet的implement 方式。而
由terminal端传来 Command APDU後，此applet并不
讯息以APDU的方式直接回传给 terminal端。
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