動態(tài)多應(yīng)用智能卡文件系統(tǒng)的研究與設(shè)計

摘要：本文根據(jù)ISO7816國際標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計了智能卡文件類型及組織結(jié)構(gòu)、文件訪問及管理,同時詳細(xì)設(shè)計了文件系統(tǒng)中文件分配表和文件管理指令,使其可以滿足動態(tài)存儲應(yīng)用的需求。

　　0 引言

　　智能卡或稱 IC 卡，英文名稱為Smart Card 或Integrated CircuitCard。它是由一個集成電路芯片嵌 于塑料基片中封裝而成?？ㄖ械募呻娐钒ㄖ醒胩幚砥?CPU) ，閃存(EEPROM)、隨機(jī)存儲器 (RAM)、只讀存儲器(ROM) 等[1]。動態(tài)多應(yīng)用智能卡允許一張卡片上可以同時容納多個應(yīng)用，并且在 不同的場合使用不同的應(yīng)用，同時應(yīng)用本身還可以根據(jù)需要隨時下載到卡中或從卡中刪除。這給供卡 方、發(fā)卡方和持卡方都帶來了好處。動態(tài)多應(yīng)用智能卡將是智能卡未來發(fā)展的總趨勢。

　　1 智能卡文件系統(tǒng)的設(shè)計模型

　　1.1 文件的類型及組織結(jié)構(gòu)

　　本系統(tǒng)遵守ISO/IEC 781* 標(biāo)準(zhǔn)所定義文件標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可以支持專用文件（DF）和基本 文件（EF）兩種文件?？▋?nèi)的文件的邏輯組織結(jié)構(gòu)由下列專用文件的結(jié)構(gòu)化分級組成，在根處的DF 稱為主文件（MF）。該MF 是必備的。其他DF 是任選的。定義兩種類型的EF：1）內(nèi)部EF（KEF）。 存儲那些預(yù)期由卡解釋的數(shù)據(jù)。如密鑰。2）工作EF（WEF）。存儲那些預(yù)期不由卡解釋的數(shù)據(jù)。

　　EF 結(jié)構(gòu)有以下幾種，1）透明結(jié)構(gòu)。指的是二進(jìn)制的或雜亂無章的結(jié)構(gòu)。換句話說，一個透明文 件根本沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的文件可以通過使用偏移值進(jìn)行讀出和寫入。READ BINARY 和 UPDATE BINARY 命令可用于這些方面。2）記錄結(jié)構(gòu)。是基于鏈接固定長度的記錄文件結(jié)構(gòu)，這種 結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)可以自由存儲，存取的最小單位是一個記錄。該操作系統(tǒng)支持線性定長記錄結(jié)構(gòu)，并且記 錄長度必須為4 個字節(jié)的偶數(shù)倍數(shù)，并且小于一頁大小，這樣就防止一條記錄跨頁存儲。

　　文件的邏輯組織結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。文件系統(tǒng)是一個樹型結(jié)構(gòu)，根目錄為MF。MF（主文件）是 特殊的文件，是文件系統(tǒng)的根，在卡片中唯一存在，相當(dāng)于DOS 的根目錄。EF（基本文件）建在DF 下，存儲應(yīng)用的各種數(shù)據(jù)和管理信息。DF（專有文件）一般僅相當(dāng)于DOS 的子目錄，但主文件MF 的一個DF 則代表了一個應(yīng)用。MF 下和應(yīng)用的根DF 下都有一KEF，用于存儲密鑰或PIN。MF 下的 DF 中建立的EF 和DF 都只能由該應(yīng)用使用，其他應(yīng)用不能訪問。

　　智能卡中的目錄文件（MF 和DF）僅由文件頭標(biāo)組成，EF 文件是由文件頭標(biāo)和文件體兩部分組 成的。文件頭中包含文件的標(biāo)識、大小、訪問權(quán)限和其他基本信息。文件頭的長度是一定的。EF 的 文件體就是各種卡片應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)元。其大小是在文件創(chuàng)建時就確定的。