黃健文,，黃健,，蔡秋艷，李俊磊，嚴(yán)冬

　　(廣州電信研究院,，廣東 廣州 510630)

       摘要：以GP,、Javacard、UICC多應(yīng)用管理技術(shù)為理論知識(shí)基礎(chǔ),，提出了一種UICC卡非接觸應(yīng)用識(shí)別技術(shù)方案,，解決了NFC行業(yè)POS非接觸默認(rèn)隱式選擇與UICC卡多個(gè)應(yīng)用默認(rèn)設(shè)置間的兼容性問(wèn)題。提出的非接觸應(yīng)用識(shí)別技術(shù)使得UICC可支持多個(gè)非接觸應(yīng)用在非接觸通道上的隱式選擇,，經(jīng)實(shí)際商用驗(yàn)證可支持多個(gè)公交應(yīng)用在UICC卡上的共存問(wèn)題,，并免除公交 POS終端的改造，推動(dòng)了NFC在公交等第三方行業(yè)的發(fā)展,。

　　關(guān)鍵詞：隱式選擇;顯式選擇;默認(rèn)應(yīng)用;GP;UICC;Javacard

0引言

　　2012年以來(lái),，NFC技術(shù)及其應(yīng)用在國(guó)內(nèi)取得巨大發(fā)展。在電信運(yùn)營(yíng)商UICC卡上內(nèi)置Se安全模塊的NFCSWP技術(shù)方案是國(guó)內(nèi)NFC技術(shù)發(fā)展的最主要的方向之一［1］,，主要涉及銀行,、公交等行業(yè)應(yīng)用。在NFC推廣過(guò)程中,，由于行業(yè)POS終端與UICC卡之間的標(biāo)準(zhǔn)化差異產(chǎn)生的應(yīng)用選擇識(shí)別兼容性問(wèn)題,，已成為NFC發(fā)展過(guò)程中的最大阻力。兼容性問(wèn)題主要體現(xiàn)為：（1)已布放公交等第三方行業(yè)POS要求上電執(zhí)行非接觸默認(rèn)應(yīng)用隱式選擇,；（2)UICC卡現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)只允許在非接觸通道設(shè)置一個(gè)默認(rèn)應(yīng)用,，如果要將新的應(yīng)用設(shè)置為非接觸通道默認(rèn)應(yīng)用，要求取消UICC原有非接觸默認(rèn)應(yīng)用設(shè)置,；（3)現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中UICC卡不具備默認(rèn)應(yīng)用反饋機(jī)制,，無(wú)法向卡外實(shí)體反饋當(dāng)前的卡上默認(rèn)應(yīng)用。目前住建部正在推行公交行業(yè)應(yīng)用的互聯(lián)互通,，在同一張UICC卡上,，很大程度上將下載兩個(gè)或兩個(gè)以上公交應(yīng)用，此兼容性問(wèn)題將導(dǎo)致部分應(yīng)用不能被正確使用或正確安裝,。

　　隱式選擇與多個(gè)應(yīng)用的默認(rèn)應(yīng)用設(shè)置兼容性問(wèn)題的解決方式有兩種：（1)按照現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),，將行業(yè)POS應(yīng)用選擇方式升級(jí)為應(yīng)用顯式選擇。升級(jí)后可精確選擇到UICC卡的所有應(yīng)用,，但存在升級(jí)費(fèi)用高昂的問(wèn)題,，并且由于POS已經(jīng)布放，此方式被大多POS擁有方拒絕,。（2）改進(jìn)UICC卡,，使現(xiàn)有非接觸應(yīng)用檢索方式支持對(duì)更多的應(yīng)用進(jìn)行隱式選擇。本文針對(duì)次兼容性問(wèn)題,，在GP及UICC技術(shù)理論基礎(chǔ)上提出了非接觸應(yīng)用字符串匹配識(shí)別方案,，解決了此兼容性問(wèn)題,。

1GP UICC 技術(shù)

　　GP（Global Platform）技術(shù)架構(gòu)是GP組織定義的一套智能卡應(yīng)用管理標(biāo)準(zhǔn)體系，包括GlobalPlatform Card Specification Version 2.2.1和GlobalPlatform Card Contactless Services Card Specification v2.2mendment C Version 1.0.1等主要標(biāo)準(zhǔn),。GP技術(shù)通常和Javacard,、UICC技術(shù)共同使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)Javacard應(yīng)用程序的安全動(dòng)態(tài)管理,。使用GP技術(shù)可在安全環(huán)境下,，對(duì)Javacard非接觸和接觸應(yīng)用安全加載、安裝,、數(shù)據(jù)個(gè)人化,、刪除等管理。遵循GP,、Javacard,、UICC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的通用智能卡模型架構(gòu)如圖1所示。

　　圖1模型架構(gòu)中,，UICC提供上層Javacard虛擬運(yùn)行環(huán)境,、GP及卡應(yīng)用必需的硬件支持，包括CPU,、內(nèi)存及相關(guān)加密算法硬件加速器,、接觸式和非接觸式通信接口。

　　Javacard提供虛擬跨平臺(tái)運(yùn)行環(huán)境及相關(guān)應(yīng)用接口體系,，它提供了一種將應(yīng)用和運(yùn)行環(huán)境獨(dú)立開發(fā)的機(jī)制,。由第三方開發(fā)的遵循Javacard架構(gòu)體系的應(yīng)用可下載到任意Javacard平臺(tái)上運(yùn)行。

　　GP在模型架構(gòu)中起安全保障作用,，GP通過(guò)安全域分級(jí),、權(quán)限控制、生命周期控制,、安全信道及相關(guān)密鑰體系等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)上層Java應(yīng)用的安全流程管理,。OPEN在GP架構(gòu)中處于核心管理角色，負(fù)責(zé)卡生命周期維護(hù),、注冊(cè)表維護(hù),、應(yīng)用選擇、命令轉(zhuǎn)發(fā)等,。本文提出的非接觸應(yīng)用識(shí)別技術(shù)主要基于OPEN對(duì)注冊(cè)表的維護(hù)實(shí)現(xiàn),。

2非接觸應(yīng)用安裝與選擇

　　2.1非接觸應(yīng)用安裝

　　在GP管理架構(gòu)下，Javacard應(yīng)用程序代碼要加載到Javacard上分兩個(gè)過(guò)程執(zhí)行,。首先需在PC上將Java代碼編譯為可在UICC卡運(yùn)行的可執(zhí)行文件,，并使用GP相關(guān)加載、安裝流程指令通過(guò)UICC卡 ISO7816接口加載到UICC上,。其次需對(duì)加載到UICC卡上的可執(zhí)行代碼文件,，進(jìn)行實(shí)例化創(chuàng)建、應(yīng)用個(gè)人化參數(shù)流程分配等,。

　　非接觸應(yīng)用程序安裝也需符合上述安裝加載流程,。針對(duì)大部分公交系統(tǒng)，在UICC卡不支持字符串識(shí)別情況下,，應(yīng)設(shè)置為非接觸默認(rèn)應(yīng)用,。對(duì)于應(yīng)用可執(zhí)行加載文件AID為6170706C65745465737431及應(yīng)用AID為 6170706C657454657374315F4131的應(yīng)用，在應(yīng)用安裝過(guò)程中設(shè)置非接觸默認(rèn)應(yīng)用CF配置參數(shù)指令流程如下：

　?。?）install for load

　　8XE60200XX0B6170706C65745465737431XX…. XX

　?。?）可執(zhí)行文件加載多條load指令

　　8XE80000FFXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX….. XX

　　8XE80001FFXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX….. XX

　　…

　　8XE8800LNNXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX…. XX

　　（3）install for install

　　安裝命令:8XE60C00XX

　　可執(zhí)行加載文件AID:0B6170706C65745465737431

　　可執(zhí)行模塊AID:0E6170706C657454657374315F4131

　　應(yīng)用AID:0E6170706C657454657374315F4131

　　權(quán)限:0100

　　隱式選擇默認(rèn)參數(shù):XXEFXX..XXCF0180

　　2.2非接觸應(yīng)用選擇

　　在GP架構(gòu)下,，應(yīng)用選擇有兩種方式即顯式選擇和隱式選擇,。顯式選擇指在UICC卡上電后POS終端第一條指令使用帶應(yīng)用AID的GP SELECT ( by name)指令進(jìn)行應(yīng)用選擇。GP OPEN接收到SELECT指令后,，將查詢卡內(nèi)GP注冊(cè)表,，根據(jù)SELECT命令中帶的AID參數(shù)找到目標(biāo)應(yīng)用。在OPEN找到目標(biāo)應(yīng)用后,，所有POS終端發(fā)送的指令OPEN將不做處理,，直接轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)應(yīng)用。金融行業(yè)POS終端一般使用顯式選擇方式進(jìn)行應(yīng)用選擇,。

　　隱式選擇指非接觸通道打開后,，卡片收到的第一條指令不是帶AID的SELECT指令，在卡片不支持非接觸算法識(shí)別的情況下,，OPEN將直接把非接觸指令轉(zhuǎn)發(fā)給非接觸通道上的默認(rèn)應(yīng)用進(jìn)行處理,。隱式選擇默認(rèn)應(yīng)用設(shè)置采用GP指令I(lǐng)nstall for install對(duì)非接觸應(yīng)用安裝參數(shù)中的CF參數(shù)進(jìn)行配置。

3基于指令字符串檢索方式的應(yīng)用識(shí)別

　　UICC 卡除支持非接觸應(yīng)用顯式選擇及默認(rèn)應(yīng)用隱式選擇外,，本文采用字符串匹配選擇方式,，對(duì)非接觸應(yīng)用選擇進(jìn)行了改進(jìn)擴(kuò)展。

　　3.1非接觸應(yīng)用字符串匹配參數(shù)定義

　　GP架構(gòu)下,，非接觸應(yīng)用字符串匹配參數(shù)通過(guò)GP Install［for install］指令在應(yīng)用實(shí)例化安裝時(shí)進(jìn)行設(shè)置,，安裝參數(shù)采用TLV結(jié)構(gòu)進(jìn)行嵌套定義。本文針對(duì)公交行業(yè)POS的復(fù)雜性,、多樣性,，對(duì)字符串匹配安裝標(biāo)簽參數(shù)進(jìn)行了擴(kuò)展改進(jìn)，對(duì)每個(gè)非接觸應(yīng)用允許匹配多個(gè)非接觸字符串匹配標(biāo)簽,，并對(duì)非接觸標(biāo)簽更新流程,、獲取流程進(jìn)行了定義。

　　GP install ［for install］指令定義如表1［2］,。

　　應(yīng)用安裝參數(shù)數(shù)據(jù)域定義如表2［3］ ,。

以上安裝參數(shù)定義符合非接觸和接觸應(yīng)用安裝定義,，針對(duì)非接觸應(yīng)用字符串匹配參數(shù)定義如圖2。

　　3.2非接觸應(yīng)用字符串參數(shù)配置

　　對(duì)于AID為A000000011應(yīng)用A的指令檢索字符串假設(shè)為：A0A40000023F00,。AID為A000000012應(yīng)用B的指令檢索字符串有兩個(gè)：A0A40000023F01,，A0A40000023F02。則使用GP install for install指令對(duì)應(yīng)用A,、B在安裝過(guò)程中進(jìn)行字符串匹配參數(shù)配置指令過(guò)程如下：

　?。?）install for load A\\B應(yīng)用

　　（2）load A\\B應(yīng)用

　?。?）install for install A應(yīng)用安裝及字符串參數(shù)匹配

　　安裝命令:8XE60C00XX

　　可執(zhí)行加載文件AID: A00000011XX…XX

　　可執(zhí)行模塊AID: A00000011XX…XX

　　應(yīng)用AID:0A A000000011

　　權(quán)限:0100

　　字符串參數(shù)配置:XXEF..XXA0..8307A0A40000023F00

　?。?）install for install B應(yīng)用安裝及字符串參數(shù)匹配

　　安裝命令:8XE60C00XX

　　可執(zhí)行加載文件AID: A00000012XX…XX

　　可執(zhí)行模塊AID: A00000012XX…XX

　　應(yīng)用AID:0A A000000012

　　權(quán)限:0100

　　字符串參數(shù)配置:

　　XXEF..XXA0..8307A0A40000023F018307A0A400000 23F02

　　當(dāng)應(yīng)用已經(jīng)安裝到卡上后，可使用GP install ［registry update ］指令進(jìn)行更新字符串匹配參數(shù),，使用如下指令為應(yīng)用A追加字符串匹配參數(shù)A0A40000023F03：

　　注冊(cè)更新安裝命令:8XE64000XX

　　可執(zhí)行加載文件AID: A00000011XX…XX

　　可執(zhí)行模塊AID: A00000011XX…XX

　　應(yīng)用AID:0A A000000011

　　權(quán)限:0100

　　字符串參數(shù)配置:

　　XXEF..XXA0..8307A0A40000023F008307A0A400000 23F03

　　3.3非接觸應(yīng)用字符串匹配選擇過(guò)程

　　當(dāng)UICC卡具有非接觸通道上字符串匹配檢索能力時(shí),，選擇方式在卡內(nèi)部的執(zhí)行順序?yàn)轱@式選擇、字符串匹配,、隱式默認(rèn)應(yīng)用選擇,。當(dāng)UICC卡與非接觸POS間完成非接觸初始化通信后，POS發(fā)出第一條應(yīng)用指令,，當(dāng)指令為顯式選擇SELECT BY AID時(shí),，GP OPEN將直接定位應(yīng)用注冊(cè)表入口。當(dāng)?shù)谝粭l指令為隱式選擇時(shí),，本文GP OPEN執(zhí)行如下流程進(jìn)行應(yīng)用隱式選擇：

　?。?）OPEN根據(jù)POS第一條指令進(jìn)行字符串匹配檢索；

　?。?）OPEN檢索到目標(biāo)應(yīng)用,，取出優(yōu)先級(jí)最高的非接觸應(yīng)用；

　?。?）檢查目標(biāo)應(yīng)用的生命周期狀態(tài)是否可選,，如應(yīng)用位于可選狀態(tài)，則定位目標(biāo)應(yīng)用,。如果生命周期狀態(tài)不可選,，則繼續(xù)執(zhí)行流程（1)~（3)進(jìn)行字符串匹配檢索；

　?。?）如果流程（1)~（3)無(wú)法正確定位目標(biāo)應(yīng)用,，則進(jìn)行非接觸默認(rèn)應(yīng)用CF參數(shù)匹配檢測(cè)；

　?。?）如果流程（1）~（4）均不能定位目標(biāo)應(yīng)用,，則OPEN將POS第一條指令轉(zhuǎn)發(fā)給卡ISD主安全域應(yīng)用進(jìn)行處理；

　?。?）若以上流程均不能正確匹配目標(biāo)應(yīng)用則目標(biāo)應(yīng)用定位失敗,。

　　定位目標(biāo)應(yīng)用成功后,，后續(xù)的應(yīng)用交互指令將直接交給目標(biāo)應(yīng)用進(jìn)行處理，不再執(zhí)行匹配檢索流程,。目標(biāo)應(yīng)用定位失敗后,，OPEN將返回錯(cuò)誤信息。指令字符串匹配檢索處理流程如圖3所示,。

4結(jié)束語(yǔ)

　　本文以Javacard 技術(shù)與GP多應(yīng)用安全管理架構(gòu)為基礎(chǔ)，針對(duì)NFC業(yè)務(wù)推廣過(guò)程中出現(xiàn)的多個(gè)公交應(yīng)用默認(rèn)設(shè)置切換問(wèn)題,，提出了一種基于GP非接觸應(yīng)用指令字符串匹配檢索的方法實(shí)現(xiàn)POS對(duì)目標(biāo)應(yīng)用的匹配,，經(jīng)實(shí)際商用證明可有效解決現(xiàn)有UICC多應(yīng)用卡中下載多個(gè)公交應(yīng)用的匹配檢索問(wèn)題。本文提出的字符串匹配檢索方法,，在NFC業(yè)務(wù)商用過(guò)程中可免除公交等行業(yè)POS的升級(jí)改造,，將有效推進(jìn)NFC公交的互聯(lián)互通。

　　參考文獻(xiàn)

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　　［2］ GlobalPlatform Inc.GlobalPlatform Card Specification Version 2.2.1［Z］.2011.

　?。?］ GlobalPlatform Inc.GlobalPlatform Card UICC ConfigurationContactless Extension Version 1.0［Z］. 2012.