動態多應用智能卡文件系統的研究與設計

摘要：本文根據ISO7816國際標準,設計了智能卡文件類型及組織結構、文件訪問及管理,同時詳細設計了文件系統中文件分配表和文件管理指令,使其可以滿足動態存儲應用的需求。

　　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。卡中的集成電路包括中央處理器(CPU) ，閃存(EEPROM)、隨機存儲器 (RAM)、只讀存儲器(ROM) 等[1]。動態多應用智能卡允許一張卡片上可以同時容納多個應用，并且在 不同的場合使用不同的應用，同時應用本身還可以根據需要隨時下載到卡中或從卡中刪除。這給供卡 方、發卡方和持卡方都帶來了好處。動態多應用智能卡將是智能卡未來發展的總趨勢。

　　1 智能卡文件系統的設計模型

　　1.1 文件的類型及組織結構

　　本系統遵守ISO/IEC 781* 標準所定義文件標準。根據標準，可以支持專用文件（DF）和基本 文件（EF）兩種文件。卡內的文件的邏輯組織結構由下列專用文件的結構化分級組成，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）內部EF（KEF）。 存儲那些預期由卡解釋的數據。如密鑰。2）工作EF（WEF）。存儲那些預期不由卡解釋的數據。

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

　　文件的邏輯組織結構如圖 1 所示。文件系統是一個樹型結構，根目錄為MF。MF（主文件）是 特殊的文件，是文件系統的根，在卡片中唯一存在，相當于DOS 的根目錄。EF（基本文件）建在DF 下，存儲應用的各種數據和管理信息。DF（專有文件）一般僅相當于DOS 的子目錄，但主文件MF 的一個DF 則代表了一個應用。MF 下和應用的根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 都只能由該應用使用，其他應用不能訪問。

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