本文關(guān)鍵詞：基于ARM平臺(tái)的Java智能卡虛擬機(jī)研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Java智能卡是一種能夠運(yùn)行Java程序的智能卡,其以擁有平臺(tái)無(wú)關(guān)特性、支持一卡多用和重用、安全穩(wěn)定等眾多優(yōu)勢(shì)正主導(dǎo)著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代智能卡技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),也使得該技術(shù)成為了智能卡領(lǐng)域的研究發(fā)展熱點(diǎn)。我國(guó)智能卡技術(shù)雖然正在迅速發(fā)展,但仍處于追趕落后狀態(tài),許多運(yùn)營(yíng)商需要花費(fèi)大量授權(quán)費(fèi)引入國(guó)外技術(shù),對(duì)我國(guó)的生產(chǎn)發(fā)展帶來(lái)影響。在此背景下,基于國(guó)家自主可控安全技術(shù)的戰(zhàn)略需要,與企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)合作研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的Java卡產(chǎn)品將具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。Java卡虛擬機(jī)是實(shí)現(xiàn)Java卡應(yīng)用程序平臺(tái)無(wú)關(guān)性的基礎(chǔ),負(fù)責(zé)為指定的硬件平臺(tái)解釋執(zhí)行字節(jié)碼,并進(jìn)行存儲(chǔ)空間的管理和異常處理等工作。本文研究的課題就是在基于ARM微處理器的嵌入式系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠和Sun公司的Java卡標(biāo)準(zhǔn)兼容的Java卡虛擬機(jī)方案。Sun公司提供的Java卡虛擬機(jī)規(guī)范只是綱領(lǐng)性文檔,如何在資源十分有限的硬件環(huán)境中既實(shí)現(xiàn)Java卡規(guī)范的基本要求,又能盡可能確保系統(tǒng)運(yùn)行的效率及安全控制是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)Java卡虛擬機(jī)時(shí)需要研究的主要難點(diǎn)。本文首先基于Java卡的相關(guān)規(guī)范對(duì)Java卡技術(shù)進(jìn)行了深入系統(tǒng)地分析研究,尤其是Java卡運(yùn)行環(huán)境與虛擬機(jī)的相關(guān)規(guī)范和安全控制機(jī)制。接著詳細(xì)敘述了基于ARM Cortex-M0核硬件平臺(tái)的Java卡的軟硬件架構(gòu),包括對(duì)主控芯片特性和軟件平臺(tái)框架的介紹,并著重分析了Java卡虛擬機(jī)卡內(nèi)外模型。隨后在仔細(xì)分析了虛擬機(jī)功能實(shí)現(xiàn)所需模塊和各個(gè)模塊之間的交互關(guān)系基礎(chǔ)上,著重于設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)Java智能卡虛擬機(jī)內(nèi)部的CAP文件解析模塊,寄存器、Java棧、堆等內(nèi)存管理模塊,以及解釋執(zhí)行模塊和異常處理模塊,并歸納應(yīng)用程序的格式和開(kāi)發(fā)流程,同時(shí)對(duì)與Java卡運(yùn)行環(huán)境協(xié)同下的安全控制機(jī)制進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在研究現(xiàn)有方案的同時(shí)對(duì)指令執(zhí)行效率方面進(jìn)行了研究并給出相應(yīng)優(yōu)化方案,并在隨后的功能測(cè)試中對(duì)本方案進(jìn)行了驗(yàn)證。此外,本文還在此基礎(chǔ)上研究了Java智能卡的安全性,著重從邏輯攻擊和混合攻擊兩種方式研究了Java智能卡當(dāng)前存在的安全威脅,并給出相應(yīng)解決措施。
【關(guān)鍵詞】：Java智能卡 虛擬機(jī) 解釋器 邏輯攻擊
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TP302
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 課題研究背景13-14
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀14
• 1.2.2 Java智能卡系統(tǒng)架構(gòu)14-16
• 1.2.3 Java智能卡虛擬機(jī)研究熱點(diǎn)16
• 1.3 課題研究意義16-17
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容及論文結(jié)構(gòu)17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第二章 Java智能卡虛擬機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)19-29
• 2.1 JCRE基本概念及主要功能19-24
• 2.1.1 與外界環(huán)境的通信及數(shù)據(jù)交換19-21
• 2.1.2 Applet安裝功能21-22
• 2.1.3 Applet生命周期控制功能22
• 2.1.4 原子性與事務(wù)機(jī)制22-23
• 2.1.5 防火墻與對(duì)象共享機(jī)制23-24
• 2.2 Java智能卡虛擬機(jī)基本概念及主要功能24-26
• 2.2.1 卡外轉(zhuǎn)換器25
• 2.2.2 卡內(nèi)解釋器25
• 2.2.3 Java卡虛擬機(jī)生命周期25-26
• 2.3 Java智能卡關(guān)鍵技術(shù)26-27
• 2.3.1 存儲(chǔ)管理機(jī)制與安全保護(hù)機(jī)制26
• 2.3.2 卡內(nèi)安裝器、解釋器26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第三章 基于ARM核的Java智能卡虛擬機(jī)分析與設(shè)計(jì)29-55
• 3.1 Java智能卡總體框架29-34
• 3.1.1 Java智能卡硬件平臺(tái)30-32
• 3.1.2 Java智能卡軟件平臺(tái)32
• 3.1.3 Java智能卡虛擬機(jī)架構(gòu)32-34
• 3.2 Java智能卡卡外轉(zhuǎn)換器34-36
• 3.2.1 CAP文件格式35-36
• 3.3 Java智能卡卡內(nèi)安裝器36-39
• 3.3.1 注冊(cè)表創(chuàng)建與維護(hù)38
• 3.3.2 組件預(yù)處理38-39
• 3.4 寄存器管理模塊39-41
• 3.5 Java棧管理模塊41-45
• 3.5.1 Java棧幀結(jié)構(gòu)41-43
• 3.5.2 空間共享方式的Java棧幀設(shè)計(jì)43-44
• 3.5.3 Java棧運(yùn)行機(jī)制44-45
• 3.6 堆空間管理模塊45-46
• 3.7 解釋執(zhí)行模塊46-48
• 3.7.1 指令集46-47
• 3.7.2 Java智能卡虛擬機(jī)指令的解釋執(zhí)行47-48
• 3.8 異常處理模塊48-49
• 3.9 安全機(jī)制的設(shè)計(jì)49-52
• 3.9.1 原子性操作的設(shè)計(jì)49-50
• 3.9.2 事務(wù)處理的設(shè)計(jì)50-51
• 3.9.3 共享訪問(wèn)機(jī)制原理51-52
• 3.9.4 防火墻的設(shè)計(jì)52
• 3.10本章小結(jié)52-55
• 第四章 Java智能卡虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)55-69
• 4.1 Java卡虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)所需軟硬件環(huán)境55
• 4.2 卡內(nèi)安裝器的實(shí)現(xiàn)55-60
• 4.2.1 注冊(cè)表的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)55-57
• 4.2.2 下載安裝過(guò)程實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)57-58
• 4.2.3 CAP文件各組件解析實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)58-60
• 4.3 寄存器管理模塊的實(shí)現(xiàn)60-61
• 4.4 Java棧管理模塊的實(shí)現(xiàn)61-62
• 4.5 堆空間管理模塊的實(shí)現(xiàn)62-63
• 4.5.1 空間分配機(jī)制62-63
• 4.5.2 堆空間管理實(shí)現(xiàn)63
• 4.6 指令解釋執(zhí)行模塊的實(shí)現(xiàn)63-67
• 4.6.1 指令集的實(shí)現(xiàn)63-65
• 4.6.2 解釋執(zhí)行字節(jié)碼的實(shí)現(xiàn)65-67
• 4.7 異常處理模塊的實(shí)現(xiàn)67-68
• 4.8 本章小結(jié)68-69
• 第五章 測(cè)試與運(yùn)行效果69-73
• 5.1 測(cè)試方案69
• 5.2 功能驗(yàn)證測(cè)試及結(jié)果69-71
• 5.2.1 基本類(lèi)型加法操作測(cè)試用例69-70
• 5.2.2 APDU交互測(cè)試用例70-71
• 5.3 本章小結(jié)71-73
• 第六章 Java智能卡虛擬機(jī)安全性研究73-85
• 6.1 邏輯攻擊73-78
• 6.1.1 防火墻與共享機(jī)制的安全漏洞73-76
• 6.1.2 事務(wù)機(jī)制的安全威脅76-77
• 6.1.3 邏輯攻擊防范措施77-78
• 6.2 混合攻擊78-83
• 6.2.1 混合攻擊方式78-83
• 6.2.2 混合攻擊防范措施83
• 6.3 本章小結(jié)83-85
• 第七章 總結(jié)與展望85-87
• 7.1 本文總結(jié)85-86
• 7.1.1 核心技術(shù)85-86
• 7.1.2 創(chuàng)新點(diǎn)86
• 7.2 后續(xù)展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 附錄91-95
• 致謝95-97
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文97-99

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王濤,毛志剛,葉以正;一種JavaIC卡專(zhuān)用CPU結(jié)構(gòu)研究[J];電子學(xué)報(bào);2000年11期

  本文關(guān)鍵詞：基于ARM平臺(tái)的Java智能卡虛擬機(jī)研究與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：266653