/ИТ-книги

Технология Java Card™ для смарт-карт. Архитектура и руководство программиста

Жикун Чен

год издания — 2008, кол-во страниц — 344, ISBN — 978-5-94836-143-7, 0-201-70329-7, тираж — 3000, язык — русский, тип обложки — мягк., масса книги — 510 гр., издательство — Техносфера

серия — Мир программирования

цена: 799.00 руб

Java Card™ Technology for Smart Cards
Architecture and Programmer's Guide
Zhiqun Chen
ADDISON-WESLEY 2007

Пер. с англ. И. Морозова

Формат 70x100 1/16. Бумага офсетная №1. Плотность 65 г/м². Печать офсетная

В настоящем издании читателю предложена исчерпывающая информация о смарт-картах. В нём подробно обсуждаются разнообразные функциональные возможности платформы Java Card™, даны полезные советы для разработчиков аплетов. Кроме того, книга содержит справочную литературу по программным интерфейсам Java Card™. Издание рассчитано на круг технических специалистов, занимающихся различными аспектами технологии Java Card™.

Технология Java Card™ — защищённая, не зависящая от производителя, повсеместная платформа Java™ для смарт-карт и других устройств с ограниченным объёмом памяти. Она открывает рынок смарт-карт для сторонних разработчиков ПО и позволяет программистам разрабатывать приложения, совместимые с оборудованием самых разных поставщиков.

Эта книга — полноценный справочник по разработке приложений на базе технологии Java Card™. Она вводит читателя в мир платформы Java Card™ и содержит подробное обсуждение принципов программирования. Приведено также пошаговое руководство по разработке аплетов Java Card™, которое проводит читателя через весь цикл создания приложений для этой платформы.

В книге подробно рассмотрены следующие темы:

Основы технологии смарт-карт

Виртуальная машина Java Card™

Постоянные и временные объекты

Атомарность и транзакции

Обработка команд APDU

Защитная система аплетов и совместное использование аплетов

Безопасность платформы Java Card™

Пошаговое руководство по разработке аплета

Рекомендации по оптимизации аплетов

Подробный справочник по программным интерфейсам Java Card™

С появлением технологии Java Card™ создание приложений для смарт-карт окончательно станет массовым явлением. Эта книга содержит авторитетную и практическую информацию, которая поможет читателю освоить эту быстро развивающуюся область программирования.

Жикун Чен входит в состав группы специалистов, которая занимается разработкой и реализацией программных интерфейсов Java Card™. В настоящее время она работает над эталонной реализацией виртуальной машины Java Card™. Жикун Чен имеет богатый опыт программирования финансовых аплетов для платформы Java Card™. Она принимала участие в разработке приложений для Open Platform, терминала Mondex, а также серверных приложений для Java Electronic Commerce Framework.

Предисловие	10

Об этой книге	12

ЧАСТЬ 1. ВВЕДЕНИЕ	15

Глава 1. Начнём сначала	16
1.1. Смарт-карты	16
1.1.1. Краткая история	17
1.1.2. Преимущества смарт-карт	17
1.1.3. Области применения	18
1.2. Проблемы разработки приложений для смарт-карт	20
1.3. Использование технологии Java для смарт-карт	21
1.3.1. Преимущества технологии Java Card	21
1.3.2. Краткая история технологии Java Card	22

Глава 2. Введение в мир смарт-карт	24
2.1. Обзор технологии смарт-карт	24
2.2. Основные типы смарт-карт	25
2.2.1. Сравнение карт памяти и карт со встроенным микропроцессором	25
2.2.2. Сравнение контактных и бесконтактных карт	26
2.3. Аппаратные средства смарт-карт	27
2.3.1. Контакты смарт-карты	27
2.3.2. Центральный процессор смарт-карты	28
2.3.3. Сопроцессоры смарт-карт	28
2.3.4. Система памяти смарт-карт	28
2.4. Взаимодействие со смарт-картами	30
2.4.1. Устройства считывания карт и хост-приложения	30
2.4.2. Модель взаимодействия со смарт-картами	30
2.4.3. Протокол APDU	31
2.4.4. Протокол TPDU	33
2.4.5. Сообщение ATR	33
2.5. Операционные системы смарт-карт	33
2.5.1. Файловые системы смарт-карт	34
2.5.2. Корневой каталог (Master File)	35
2.5.3. Каталог (Dedicated File)	35
2.5.4. Файл данных (Elementary File)	35
2.6. Программное обеспечение смарт-карт	35
2.7. Стандарты и спецификации смарт-карт	36
2.7.1. Стандарты ISO 7816	37
2.7.2. Стандарты GSM	37
2.7.3. Спецификация EMV	37
2.7.4. Спецификации Open Platform	38
2.7.5. Интегрированная среда OpenCard Framework	38
2.7.6. Спецификации PC/SC	38

ЧАСТЬ 2. ТЕХНОЛОГИЯ JAVA CARD	39

Глава 3. Обзор технологии Java Card	40
3.1. Обзор архитектуры	40
3.2. Подмножество языка Java Card	41
3.3. Виртуальная машина Java Card	42
3.3.1. Файлы САР и экспортные файлы	42
3.3.2. Конвертер Java Card	43
3.3.3. Интерпретатор Java Card	44
3.4. Инсталлятор Java Card и внешняя инсталляционная программа	45
3.5. Среда исполнения Java Card	46
3.5.1. Время существования JCRE	47
3.5.2. Как работает JCRE во время сеанса связи с устройством считывания	48
3.5.3. Дополнительные возможности среды исполнения Java Card	49
3.6. API, поддерживаемые платформой Java Card	49
3.6.1. Пакет java.lang	50
3.6.2. Пакет javacard.framework	50
3.6.3. Пакет javacard.security	51
3.6.4. Пакет javacardx.crypto	51
3.7. Аплеты Java Card	52
3.8. Соглашение о присваивании имён пакетам и аплетам	52
3.9. Процесс разработки аплета	53
3.10. Инсталляция аплета	55
3.10.1. Аплеты ROM	55
3.10.2. Предопределённые и загружаемые аплеты	55
3.10.3. Инсталляция загружаемых аплетов	56
3.10.4. Обработка ошибок в процессе инсталляции аплета	57
3.10.5. Ограничения инсталляции	57

Глава 4. Объекты Java Card	58
4.1. Модель памяти Java Card	58
4.2. Постоянные объекты	59
4.3. Временные объекты	60
4.3.1. Свойства временных объектов	60
4.3.2. Типы временных объектов	61
4.3.3. Создание временных объектов	62
4.3.4. Запросы к временным объектам	62
4.4. Кратко о создании и удалении объектов	63

Глава 5. Атомарность и транзакции	64
5.1. Атомарность	64
5.2. Атомарное обновление блока данных в массиве	65
5.3. Транзакции	65
5.3.1. Фиксация транзакции	66
5.3.2. Прерывание транзакции	66
5.3.3. Вложенные транзакции	67
5.3.4. Размер буфера транзакций	67
5.3.5. TransactionException	68
5.3.6. Изменение значений локальных переменных и временных объектов
в процессе выполнения транзакции	68

Глава 6. Исключения Java Card и их обработка	71
6.1. Исключения в пакете java.lang	71
6.2. Исключения Java Card	72
6.2.1. Код причины исключений Java Card	73
6.2.2. Возбуждение исключений в Java Card	73
6.2.3. ISOException	74
6.2.4. UserException	75

Глава 7. Аплеты Java Card	76
7.1. Обзор аплетов	76
7.1.1. Инсталляция и выполнение аплетов	76
7.1.2. Взаимодействие хост-системы и аплетов	77
7.2. Класс javacard.framework.Applet	77
7.3. Метод install	78
7.3.1. Создание объектов в конструкторе аплета	80
7.3.2. Регистрация экземпляра аплета в JCRE	80
7.3.3. Обработка параметров инсталляции	81
7.3.4. Дополнительная инициализация аплетов	83
7.4. Метод select	83
7.4.1. Формат и обработка команды SELECT APDU	84
7.4.2. Аплет по умолчанию	85
7.5. Метод deselect	85
7.6. Метод process	86
7.7. Другие методы класса javacard.framework.Applet	86

Глава 8. Работа с пакетами данных APDU	88
8.1. Класс APDU	88
8.1.1. Объект APDU	89
8.1.2. Размер буфера APDU	89
8.2. Интерфейс IS07816	89
8.3. Работа с пакетами APDU в аплетах	90
8.3.1. Получение ссылки на буфер APDU	90
8.3.2. Проверка заголовка команды APDU	90
8.3.3. Извлечение данных из команды APDU	91
8.3.3.1. Получение больших блоков данных	92
8.3.4. Обработка команды APDU и генерация ответных данных	94
8.3.5. Отправка ответных данных APDU	94
8.3.5.1. Отправка данных из других местоположений	96
8.3.5.2. Отправка больших ответных блоков данных	97
8.3.6. Возвращение слова состояния	98
8.4. Способы обработки команд APDU, зависящие от протокола	99
8.4.1. Метод getProtocol	100
8.4.2. Метод getlnBlockSize	100
8.4.3. Метод getOutBlockSize	101
8.4.4. Метод setOutgoingNoChaining	102
8.4.5. Метод getNAD	102
8.4.6. Метод wait Extension	102
8.5. Выводы	10З

Глава 9. Брандмауэр аплетов и совместное использование объектов	105
9.1. Брандмауэр аплетов	105
9.1.1. Контексты	106
9.1.2. Владение объектами	107
9.1.3. Доступ к объектам	107
9.1.4. Контексты и доступ к временным массивам	108
9.1.5. Статические поля и методы	108
9.2. Использование объектов разными контекстами	109
9.2.1. Переключение контекстов	109
9.2.2. Привилегии JCRE	110
9.2.3. Объекты — точки входа в JCRE	110
9.2.4. Глобальные массивы	111
9.2.5. Интерфейсный механизм совместного использования объектов	112
9.2.5.1. Интерфейс совместного использования	112
9.2.5.2. Объект интерфейса совместного использования	112
9.2.5.3. Принципы действия интерфейсного механизма совместного
использования объектов	113
9.2.5.4. Пример совместного использования объекта
разными аплетами	114
9.2.5.5. Создание объекта интерфейса совместного использования	115
9.2.5.6. Запрос объекта интерфейса совместного использования	116
9.2.5.7. Применение объекта интерфейса совместного
использования	117
9.2.5.8. Переключения контекстов в процессе совместного
использования объектов	119
9.2.5.9. Типы параметров и результатов методов интерфейса
совместного использования	120
9.2.5.10. Аутентификация клиентского аплета	121
9.2.5.11. Метод getPreviousContextAID	124
9.2.5.12. Выводы	125

Глава 10. Программирование криптографических функций	127
10.1. Введение в криптографию	127
10.1.1. Шифрование и расшифровка	128
10.1.2. Дайджест сообщения	130
10.1.3. Цифровая подпись	131
10.1.4. Случайные данные	132
10.2. Использование криптографии в приложениях для смарт-карт	133
10.2.1. Обеспечение безопасности приложений	133
10.2.2. Использование смарт-карт в качестве защищённого средства
идентификации	134
10.2.3. Выводы	134
10.3. Криптографические API, поддерживаемые платформой Java Card	135
10.3.1. Принципы разработки	135
10.3.2. Архитектура	135
10.3.3. Структура пакетов	137
10.4. Примеры программ	138
10.4.1. Вычисление дайджеста сообщения	138
10.4.2. Создание криптографического ключа	140
10.4.3. Создание и проверка цифровой подписи	142
10.4.4. Шифрование и расшифровка данных	144
10.4.5. Генерация случайных данных	145

Глава 11. Безопасность платформы Java Card	147
11.1. Средства безопасности платформы Java Card	147
11.1.1. Средства безопасности языка Java	147
11.1.2. Дополнительные средства обеспечения безопасности платформы
Java Card	148
11.2. Механизмы безопасности платформы Java Card	149
11.2.1. Проверка в процессе компиляции	149
11.2.2. Проверка файлов классов и проверка соответствия
подмножеству языка	150
11.2.3. Проверка файлов САР и экспортных файлов	151
11.2.4. Проверка при инсталляции	153
11.2.5. Криптографическая защита цепочки создания аплетов	155
11.2.6. Обеспечение безопасности во время выполнения	155
11.2.7. Криптографическая поддержка платформы Java Card	157
11.3. Защита аплетов	157

ЧАСТЬ 3. РУКОВОДСТВО ДЛЯ ПРОГРАММИСТА И ПРИЁМЫ
ПРОГРАММИРОВАНИЯ	159

Глава 12. Пошаговое руководство по разработке аплета	160
12.1. Проектирование аплета	160
12.1.1. Определение функций аплета	160
12.1.2. Определение AID для аплета	161
12.1.3. Определение структуры классов и функций методов аплета	161
12.1.4. Определение интерфейса между аплетом и его хост-приложением	162
12.1.4.1. SELECT APDU	163
12.1.4.2. VERIFY APDU	164
12.1.4.3. CREDIT APDU	164
12.1.4.4. DEBIT APDU	164
12.1.4.5. GET BALANCE APDU	165
12.2. Разработка кода аплета	165
12.2.1. Пример кода аплета «электронный кошелёк»	165
12.2.2. Реализация контроля за ошибками в аплетах	170
12.3. Что дальше?	171

Глава 13. Оптимизация аплетов	172
13.1. Общая оптимизация дизайна аплета	172
13.2. Быстродействие аплета	173
13.3. Вызов методов	173
13.4. Создание объектов в аплетах	173
13.5. Повторное использование объектов	174
13.6. Устранение избыточного кода	175
13.7. Доступ к массивам	176
13.8. Сравнение операторов switch и if-else	177
13.9. Арифметические операторы	179
13.10. Оптимизация переменных в аплетах	179

Глава 14. Работа с типом данных int	181
14.1. 32-разрядные арифметические операции	181
14.2. Размеры и индексы массива	191
14.3. Хранение и вычисление данных типа int	191
14.4. Выводы	195

ЧАСТЬ 4. ПРИЛОЖЕНИЯ	197

Приложение А. Подмножество языка Java Card	198
Приложение В. Интерфейс прикладного программирования Java Card 2.1	205

Глоссарий	338

Библиография	341

Книги на ту же тему

Spring 4 для профессионалов. — 4-е изд., Шефер К., Хо К., Харроп Р., 2015
Java сервлеты и JSP: сборник рецептов, Перри Б. У., 2005
Средства визуального проектирования на Java, Чекмарев А., 1998
Электронный магазин на Java и XML (+CD-ROM), Брогден Б., Минник К., 2002
Разработка программных проектов: на основе Rational Unified Process (RUP), Полис Г., Огастин Л., Лоу К., Мадхар Д., 2009

http://knigoprovod.ru

/ИТ-книги

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему