JavaCard開發教程之消息模型

2019-11-18 14:28:53

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　　圖1中說明的消息傳遞模型是所有java Card通信的基礎。它的核心就是應用程序協議數據單元（APDU），CAD和Java Card框架之間交換的一個邏輯數據包。JavaCard框架接收任何CAD發送進來的APDU命令并且傳送到相應的小應用程序中。小應用程序處理APDU命令，然后返回一個響應APDU。那些APDU遵守國際標準規格ISO/IEC 7816 - 3和7816 - 4。

JavaCard開發教程之消息模型（圖一）

　　圖1使用消息傳遞模型通訊

　　讀卡器和卡之間的通信通?；谙旅鎯煞N連接協議的一種，面向字節的T = 0，或者面向數據塊的T = 1。還可能會用到被稱為T = USB和T = RF的替換協議。JCRE APDU類向應用程序隱藏了一些協議細節，但不是全部，因為T = 0協議相當的復雜。

　?、盇PDU命令

　　一個APDU命令的結構由它的第一個字節的值控制，大部分情況下看上去如下所示：

JavaCard開發教程之消息模型（圖二）

圖2、APDU命令

　　一個APDU命令有一個必須有的頭和一個可選的體，包含：

　　· CLA（1字節）：這個必要的字段識別指令的一個特定應用程序類。有效的CLA值在ISO 7816 - 4規范中定義：

表格1、ISO 7816 CLA值

CLA 值指令類0x0n, 0x1nISO 7816 - 4卡指令，比如文件存取和安全操作20 to 0x7F保留0x8n or 0x9n你可以用作你的特定的應用程序指令的ISO/IEC 7816 - 4格式，根據標準解釋' X '0xAn特定的應用程序或者供給商的指令B0 to CF你可以用作特定應用程序的ISO/IEC 7816 - 4格式D0 to FE特定的應用程序或者供給商的指令FF保留給協議類型選擇
　　· 理論上，你可以使用所有的CLA值0x80或者更高值來用于特定應用程序指令，但是在許多現在的Java Card實現中，只有黑體顯示的是實際認可的。

　　· INS（1字節）：這個必需的字段指明CLA字段中標示的指令類中的一個特定指令。ISO 7816 - 4標準指定用于訪問卡上的數據的基本指令，當它根據在像標準中定義的卡上的文件系統那樣結構化的時候。附加功能已經在這個標準中的其它地方說明，其中一些是安全功能。表2中是一個ISO 7816指令的列表。只有當使用一個相應的CLA字節值時，你才可以根據標準定義你自己的特定應用程序的INS值，。

　　表格2、當 CLA = 0x時的ISO 7816 - 4 INS值

INS 值命令描述0EErase Binary20Verify70Manage Channel82External Authenticate84Get Challenge88Internal AuthenticateA4 Select FileB0Read BinaryB2Read Record(s)C0Get ResponseC2EnvelopeCAGet DataD0Write BinaryD2 Write RecordD6Update BinaryDAPut DataDC Update RecordE2 Append Record

　　· P1（1字節）：這個必需的字段定義指令參數1。你可以使用這個字段來檢驗INS字段，或者用于輸入數據。

　　· P2（1字節）：這個必需的字段定義指令參數⒉你可以使用這個字段來檢驗INS字段，或者用于輸入數據。

　　· Lc（1字節）：這個可選的字段是命令的數據字段的字節數。

　　· 數據字段（可變的，字節Lc數）：這個可選的字段保存命令數據。

　　· Le（1字節）：這個可選的字段指定在期望響應的數據字段中的極限字節數。

　　取決于命令數據的存在與否以及相應是否必須，命令APDU有四種變化。只有在你使用協議T = 0時，你才需要關心這些變化：

JavaCard開發教程之消息模型（圖三）

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圖3、APDU命令的四個可能的結構

　　一個典型的應用程序將以不同的結構方式使用不同的APDU命令。

　　2、響應APDU

　　響應APDU的格式很簡單的：

JavaCard開發教程之消息模型（圖四）

圖4、響應APDU

　　和一個APDU命令相似，響應APDU有可選擇的和必要的字段：

　　· 數據字段（可變長度，由APDU命令中的Le確定）：這個可選擇的字段包含小應用程序返回的數據。

　　· SW1（1字節）：這個必要的字段是狀態字1。

　　· SW2（1字節）：這個必要的字段是狀態字2。

　　這些狀態字的值在ISO 7816 - 4規范中定義：

JavaCard開發教程之消息模型（圖五）

圖5、響應狀態碼

　　Java Card框架應用編程接口中的ISO7816 Java接口定義了許多常數來幫助規范返回錯誤代碼。

　　3、過程APDU

　　每當有一個進入的APDU用于所選擇的小應用程序，JCRE就調用小應用程序的PRocess ()方法，把進入的APDU作為一個參數傳送。這個小應用程序必須解析APDU命令，處理數據、生成一個響應APDU，然后把控制權返回給JCRE。

　　RMI(JCRMI)通訊模型

　　第二種通信模型依靠J2SE RMI分布式對象模型的一個子集。

　　在RMI模型中，一個服務器應用程序創建并生成可訪問的遠程對象，并且一個客戶應用程序獲得到遠程對象的遠程引用，然后調用它們的遠程方法。在JCRMI中，Java Card小應用程序是服務器，而主應用程序是客戶端。

　　JCRMI由類RMIService提供到擴展程序包javacardx.rmi中。JCRMI消息被封裝到傳入RMIService方法的APDU對象中，換句話說，JCRMI提供了一個基于APDU消息傳遞模型的分布式對象模型機制，通過這個機制服務器和客戶端通信，往返傳送方法信息、參數和返回值。

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