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j a v as i m 卡增值业务研究与实现 摘要 移动数据增值业务结合了互联网与移动通信的技术优势，在满足 人们随时随地获取信息需求的同时，可以提供更多丰富多彩的应用。 s t k 为运营商提供了新的增值业务平台。s i m 作为运营商网络中唯一一 伴随用户的部分，在提供增值业务、加强运行商与客户联系等方面具 有天然优势。j a v ac a r d 技术应用到s i m 卡中，为s i m 卡定义了一个 开放的、可互操作的平台，使运营商及应用开发商摆脱对卡商的依赖， 大大降低了成本和风险。 本文研究了s t k 相关规范和j a v as i m 应用的结构及开发方法， 设计并实现了一种基于j a v as i m 的s t k 应用一m i n i s c h e d u l e r 。 m i n i s c h e d u l e r 是一种新型的日程安排提醒程序，它结合了桌面计算 机输入方便和手机可随身携带的优点，使用桌面计算机输入日程安 排，然后通过短信发送到s i m 卡，由运行在s i m 中的s t k 应用向用 户发出提醒。 m i n i s c h e d u l e r 的设计主要包含三个方面：菜单结构、文件格式 及应用协议。菜单结构充分考虑灵活性的要求，允许用户通过手机设 置、删除日程安排条目，请求后端服务器下载及向后端服务器上传日 程安排条目。m i n i s c h e d u l e r 将服务器下载的条目存贮在s i m 卡文件 系统中，依据灵活性、文件大小和访问效率三个因素，使用线性固定 记录长度文件格式。m i n i s c h e d u l e r 与后端服务器通道巯信交互，本 文首先根据有关规范及本应用的要求确定了s m s s u b m i tt p d u 固 定头部各字段的取值，然后定义了s m s s u b m i tt p d u 数据域。数 据域用来携带日程安排条目，由于每个日程安排条目的长度不等，为 了有效利用数据域，采用t l v 对象来表示日程安排条目。采用 对象的好处是，以后如果需在数据域携带其它数据，只需定义新标签 即可，非常容易扩展。 m i n i s c h e d u l e r 采用j a v a 语言编程，在j b u i l d e r9 + g e m x p l o r e d e v e l o p e r 环境下进行开发调试。实验结果表明m i n i s c h e d u l e r 运行 良好，符合设计要求。 本文最后讨论了对m i n i s c h e d u l e r 的扩展。可以增强服务器端功 能，存贮更多信息，使其成为用户的“个人信息中心”；如果用户对 安令性要求较高，可对服务器与s i m 交互的短信按g s m0 3 4 8 实施 安令保护。 关键词：移动增值业务s i ms t kj a v a 卡短消息 t h er e s e a r c ha n di m p l e m e n l a t i o n 0 fj a v as i mb a s e dv a s a b s t r a c t m o b i l ed a t av a l u e a d d e ds e r v i c e l e v e r a g e s t h ea d v a n t a g e so fi n t e r n e t a n dm o b i l et e l e c o ma n ds a t i s f i e st h en e e d so fo b t a i n i n gm e s s a g e sa n y t i m ea n da n yw h e r e m o r e o v e rt h ec o o p e r a t i o no fi n t e r n e ta n dm o b i l e t e l e c o mc a l lp r o d u c em o r er i c ha n dc o l o r f u l a p p l i c a t i o n s t kp r o v i d e s t h eo p e r a t o rw i t hn e wv a s p l a t f o r m a st h eo n l yp a r to ft h eo p e r a t o r s n e t w o r kt h a t s t a y sw i t ht h ec u s t o m e gt h es i mp l a y sau n i q u er o l ei n p r o v i d i n gh i g h e r v a l u em o b i l es e r v i c e sa n d s t r e n g t h e n i n g c u s t o m e r r e l a t i o n s h i p s j a v ac a r dt e c h n o l o g yp r o v i d e s s i mw i t ha n o p e n a n d i n t e r o p e r a b l ep l a t f o r m b a s e do ns t u d i e so f t h e s p e c i f i c a t i o n sa b o u ts t k a n dt h es t r u c t u r eo f j a v as i mb a s e ds t k a p p l i c a t i o nt h i sp a p e rd e s i g n sa n di m p l e m e n t sa n e ws t k a p p l i c a t i o n 一m i n i - s c h e d u l e r w i t hm i n i s c h e d u l e ru s e ri n p u t s s c h e d u l ei t e m st h r o u g h d e s k t o pc o m p u t e ra n dg e t sn o t i f i c a t i o nf r o m t h e i r m o b i l ep h o n e t h eb a c k e n ds e r v e rs e n d ss c h e d u l ei t e m st ot h es i mb y s m s t h i sp a p e rd e s i g n sa n di m p l e m e n t sm e n us t r u c t u r e ，f i l ef o r m a ta n d a p p l i c a t i o np r o t o c o l o fm i n i s c h e d u l e r t h em e n us t r u c t u r ew i l ib e i n t e g r a t e dw i t ht h ep h o n e sm e n us y s t e ma n da l l o w s u s e ra d d d e l e t e s c h e d u l ei t e m s ，d o w n l o a ds c h e d u l ei t e m sf r o ma n d u p l i 矗髫涵b d m ei t e m s t ob a c k - e n ds e r v e r m i n i s c h e d u l e rs a v e ss c h e d u l ei t e m si nf i l eo nt l l e s i m b a s e do nf l e x i b i l i t y , f i l es i z ea n de m c i e n c y , l i n e a rf i x e de fi su s e d m i n i s c h e d u l e ri n t e r a c t sw i t hb a c k - e n ds e r v e rb ys m s t h i sp a p e r d e f i n e ss m s s u b m i tt p d u a c c o r d i n gg s m 0 3 4 0 t h et p u df i e l do f s m s s u b m i tt p d uc a r r i e ss c h e d u l ei t e m s i no r d e rn o tt ow a s t et h e s p a c eo ft p u d e a c hs c h e d u l ei t e mi sa s s e m b l e di na 删o b j e c t t h e 删o b j e c t i se x t e n d a b l e i fn e wk i n do fi t e mi sa d d e d t h eo n l yc h a n g et o m a k ei st od e f i n ean e w t a g m i n i s c h e d u l e ri sp r o g r a m m e di nj a v al a n g u a g ea n dd e v e l o p e di n j b u i l d e r9 + g e m x p l o r e d e v e l o p e r n l e r e s u l to f e x p e r i m e n t a t i o n p r o v e s t h a tm i n i s c h e d u l ew o r k sw e l l i nt h ee n d ，t h ep a p e rd i s c u s s e sh o wt oe x t e n dm i n i s c h e d u l e r b y m a n a g i n gm o r ei n f o r m a t i o n ，m i n i - s c h e d u l e rc a nh e l pt ob u i l d “p e r s o n a l i n f o r m a t i o nc e n t e r i fu s e r r e q u i r e sh i g h e rl e v e lo fs e c u r i t y , t h es m s c a n b ep r o t e c t e da c c o r d i n gt og s m 0 3 4 8 k e yw o r d s - v a ss i ms t k j a v ac a r ds m s 独创性( 或创新性) 声明 本人卢明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包 含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其它教 育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任 本人签名 绰 日期_ 壹型：! ：! 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印缩印或其它复 制手段保森汇编学位论文( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书非保密论文 注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书 本人签名：墅夸宝l 日期：z 塑 l l 导师签名：日期：趔。i j2 ：22 1 a v as i m 卡增值业务研究与实现 1 课题来源及意义 第一章绪论 信息技术的发展日新月异，信息技术已广泛地渗透到社会各个领域。今天， 人们对信息的要求可以用“三随”来概括，即“随时、随地、随愿”。2 0 0 8 年我 国将举办第2 9 届奥运会，北京奥申委提出了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运” 的理念和“在任何时问任何地点的任何人和任何设备( a n yt i m e 。a n y w h e r e ， a n yo n e ，a n yd e v i c e ) 都可以方便地分享奥运信息7 的承诺，这一承诺诈是“三 随”要求的体现。2 0 世纪9 0 年代以来，两种技术的广泛应用直接影响了全世界 亿力人的生活，这就是互联网和移动通信。互联网上信息丰富，而移动通信摆脱 了地理位置的限制，可以随时随地“上线”。互联网与移动通信的结合一移动瓦 联网或移动数据业务正在使人们的梦想变成现实。 国家“8 6 3 ”计划面向奥运的多语言智能信息服务系统关键技术及应用示 范系统研究课题包含智能移动终端原型系统的研究与开发智能移动终端原型 系统允许通过智能移动终端随时随地获取奥运信息。本文引申该原型系统的研 究，进一步拓展智能移动终端系统的应用，设计并实现了一种基于j a v as t m 的 日程安排提醒系统：m i n i s c h e d u l e r 。m i n i s c h e d u l e r 充分利用了互联网和移动通 信的优势，既保留了移动通信的便携、个性化的特点，也充分利用了互联瞩查询、 设置方便的优点。 本文分析了基于j a v as i m 的移动增值业务的特点，探讨了其优势、劣势及 发展方向。另外，虽然j a v a c a r d 技术为s i m 卡提供了可互操作的平台，允许第 三方丌发基于j a v as i m 的应用，但因一鱼以来s t k 开发都是舞夺卡商的专有技 术，基本没有第三方进行开发，本文是对s i m 卡应用开发的一次积极尝试。 1 2 移动增值业务简介 一般来说，移动增值业务就是指在移动通信网上开发运行的除了语音等基本 业务以外的服务类型。目前国际上通常把移动增值业务概括为三大类，即移动智 能业务、移动数据业务和移动l p 业务，在国内主要指移动数据业务。随着移动 话音业务趋于饱和，话音业务的a r p u 值持续下降，增值业务成为拉动整体收 入增长的重要动力。目前增值业务按技术实现手段划分可分为基于手机的增值业 j a v as i n 卡增值业务研究与实现 务和基于s i m 卡的增值业务。 基于手机的增值业务，运营商同系统供应商、手机供应商合作，制定统一的 基于手机的数据业务应用平台，例如中国联通基于b r e w 平台的“神奇宝典” 业务、中国移动基于j a v a 平台的“百宝箱”业务等。要使用基于手机的增值业 务，需更换支持这些业务的新手机。基于s i m 卡的增值业务种类也比较繁多， 目前大多由各省公司制定统一的应用浆单，s i m 卡应用由供应商开发。 手机和s i m 卡增值业务面向不同用户群体。手机增值业务主要面向高端、 时尚硐户，这个群体是新技术的追随者，而s i m 卡增值业务用户群多为中端、 务实用户，企业、行业用户。因此，s i m 卡增值业务和手机增值业务互为补充， 使不同消费阶层的人们都有可能使用移动增值业务。s i m 卡在增值业务上有着自 身固有优势，如身份识别、安全加密、成本低、方便、操作简单、界面统一、无 需每次下载等。另外，s i m 卡是运营商联络用户的最直接媒介，提供的内在功能 是运营商整体形象的一部分。 目前，s t k 技术已广泛应用于信息点播、手机银行、股票交易、手机支付、 互动娱乐等领域。从2 0 0 0 年开始，中国移动和中国联通都开始提供基于s t k 卡 的增值业务。中国移动的“移动梦网”及“动感地带”卡内置了多项菜单，用户 可直接从中选择喜欢的增值服务。如“移动梦网”卡提供传情服务、i p 电话、 股票助理、新闻信息、定位服务、娱乐休闲等，并可根据需要不断丌发新的服务 项目。中国联通也推出了类似的增值业务平台“联通在信”。此外，中国移动和 中国联通已经或准备推出基于s i m 卡的电子商务应用，如手机银行、移动股市、 手机支付等。 当前，s i m 卡的应用热点主要集中在大容量高端s i m 卡、o t a 空中下载技 术及符合j a v a c a r d 标准的s 1 m 卡。 l 、大容量高端s i m 卡 s i m 卡芯片性能和容量的提高，使运营商提供增值业务的空间更加广阔，使 用户通过一张小小的s i m 卡就将自己的手机升级成为一个移动的资讯平台，实 现简约化个人通信管理的梦想。 2 、o t a 空中下载技术 o t a 空中下载技术是通过移动通信( g s m 或c d m a ) 的空中接口对s i m 卡 数据及应用进行远程管理的技术。空中接口可以采用w a p 、g p r s 、c d m a l x 以及最为普及的短消息技术。其中，采用短消息技术作为空中接口是目前第二代 数字移动通信中最实用、投资最少的一个解决方案。它充分考虑了用户终端的兼 容性以及网络设备负荷等因素，能够在现有网络资源基础上实现动态管理s i m 卡数据及应用，从而大大推进点到点移动通信网络上增值业务的开展。 2 j a v as i n 卡增值业务研究与实现 3 、j a v a c a r ds i m 卡 j a v as i m 卡支持j a v a c a r d 技术，可以运行用j a v a 语言编写的a p p l e t 程序。 j a v ac a r d 技术为s i m 卡带来j a v a 语言“编写一次，随处运行”( w r i t eo n c e ，r u n a n y w h e r e ) 的特性，a p p l e l 程序可在市场上任意支持j a v a c a r d 标准的s i m 卡卜 运行，完全独立于操作系统或所使用的芯片。基于j a v a c a r d2 1 的s t k 卡应用下 载，理论上可以实现应用的跨平台运行，可以解决由于各卡商c o s 不同带来的 菜单数据难以兼容的问题。 j a v a 卡是陶外企业积极推广的一种新的高端产品。作为j a v a 语言的丌发者， s u n 是j a v a c a r d 与无线技术结合的大力倡导者，并得到了斯伦贝谢、金普斯、欧 贝特、捷德公司等多家s i m 卡企业的响应。与国外厂商相比，国内产商认为目 阿j a 、，a 卡技术不是非常成熟，跨平台应用没有完全解决，效率不是很高，开发 应用对智能卡的资源消耗很大，因此态度比较谨慎，处于观望和跟进状态。 尽管j a v a 卡技术还存在1 。些问题，但是，由于互操作性和更强的开放性是 所有卡技术发展的总趋势，因此，j a v a 技术将当之无愧地成为引领未来s i m 卡 发展趋势的重要技术。这已是业界的共识。 1 3j a v a c a r d 技术 j a v ac a r d 技术是运行于智能卡和其它具有专用环境且存贮器和处理能力通 常比j 2 m e 环境更加受限的设备的j a v a 平台。图1 1 对j a v ac a r d 和j 2 m e 平台 进行了比较。 图i - 1j a v a c a r d 技术和j 2 m e 平台 j a v asi m 卡增值业务研究与实现 c d c 和c l d c c o n f i g u r a t i o n 及檑应p r o f i l e 都是j 2 m e 平台的一部分，而j a v a c a r d 是专门针对智能卡环境的独立平台。 几年前s u nm i c r o s y s t e m s 意识到智能卡和类似资源受限设备的潜力，定义了 一组可为这些设备编写应用，即j a v ac a r da p p l e t 的规范。运行这些规范的设备 称为j a v a c a r d 平台，或简称为j a v a 卡。在j a v a 卡上，多个来自不同厂家的应娟 可以安全共存。 典型的j a v ac a r d 设备具有8 或1 6 位c p u 。工作频率3 7 m h z ，i kr a m ， 多于1 6 k 非易失存贮器( e e f r o m 或f l a s h ) 。高性能智能卡包含用于加密操 作的专用处理器、加密芯片和存贮器，一些嗅有3 2 位c p u 。 j a v ac a r d 技术规范，当前版本为2 2 ，包括三部分： j a v ac a r dv i r t u a lm a c h i n es p e c i f i c a t i o n ：为智能卡定义了j a v a 语言的子集 和虚拟机： j a v ac a r dr u n t i m ee n v i r o n m e n t s p e c i f i c a t i o n ：为基于j a v a 的智能卡定义运 行时行为( j c r e ) ； j a v ac a r da p is p e c i f i c a t i o n ：为智能卡应用定义核心框架和扩展j a v a 包和 类 s u n 还提供j a v ac a r dd e v e l o p m e n tk i to c d k ) ，包括j c r e 的参考实现和j a v a c a r d v m 及其它帮助丌发j a v a c a r da p p l e t 的工具。 j a v ac a r d 技术的问世，一方面是为了拓展j a v a 的应用层次，另一方面也是 为了将j a v a 平台的特性以及j a v a 语言的优点引入智能卡，表现在以下几个方面： l 、平台独立：可使j a v a c a r da p p l e t ( 在智能卡上执行的j a v a 程序) 能够在 不同卡片的j c r e 上执行，即通过j a v a v m 的机制来达到跨平台的能力。 2 、多功能应用：在同一张j a v a 卡中能够存放多个j a v ac a r da p p l e t ，并能够 通过下载的方式来加载必要的a p p l e t ，达到一卡多用途的好处，穗得卡的使用更 有弹性。 3 、与观存的智能卡标准兼容：j a v a 卡能与国际标准i s o7 8 1 6 ( 智能卡标准) 以及行业标准如e u r o p a y m a s t e rc a r d v i s a ( e m v ) 兼容，因而具有较强的扩展 性和适应性。 4 、使用便捷：j a v a 卡能动态地加载所需要豹软件。同时，其本身携带c p u ， 使用起来非常安全。 4 j a v as i m 卡增值业务研究与实现 1 4 基于j a v as i m 的增值业务的优势 14 1s i m 的天然优势 s i m 独一无的优势主要体现在以下三个方面： l 、加强运行商与客户问的联系 在每个手机中，s i m 是运营商网络中唯一伴随用户的部分。s i m 用来连接网 络并向网络认证用户，并通过加强品牌印象提升网络的价值。运营商可使用s i m 及其与后端服务器的连接直接发送网络l o g o 、交互消息和图像到手机屏幕。这是 一种提升品牌价值的高效而又廉价的方式一可使用最小的代价达到最好的效果。 随着新技术提供不同程度的互操作性，s i m 卡的标准化且独立于手机的优势 愈加显现出来。用户可更换手机而不会丢失个人数据，不需改变与运营商的服务 协议。这可保证不论使用什么设备都可得到一致的移动体验。 充分推广及易于操作对移动服务的成功非常关键，同时，运营商了解用户的 使用习惯也是非常重要的。为达到此目的，基于s i m 的应用可以建立一个用户 信息席，包括用户经常下载的内容和当前申请的服务种类，这些信息可用于改进 服务及进行有针对性地市场推广。 以上例子说明，s i m 在拉近运营商与客户的联系方面可以发挥重要作用。 2 、帮助运营商掌握市场主动 s t k 通过在手机屏幕上创建附加的菜单，为运营商的各种服务提供友好的 访问方式，进一步拓展了成功的s m s 服务。s t k 提供的界面可同时根据运营商 和用户的需求定制，并可在任何地点及时更新。s t k 允许访问内容广泛的服务， 从移动娱乐到l n b a n k i n g 。 早期，s i m 只是提供一些增强性服务，如电话簿管理等。而随着多媒体内容 ( 流视频和其它多媒体应用) 越来越受到用户的欢迎；8 i m 在爹媒体的世界中将 充当重要角色。新标准规定应用( 图形，音乐等) 可保存在手机中，而用户认证 信息及与安全相关的处理保存在天然属于它们的位置一完全由运营商定义及管 理的s i m 卡上，提供数字版权管理( d r m ) 等功能。 通过将应用分布到手机和s i m 卡上，运营商虽然不能控制新型多媒体和或 玎放o s 终端的设计，但仍可以在市场中掌握主动权。 3 、成本低、效率高 s i m 相关工具使推出基于s i m 的新业务非常简单，而s i m 只占运营商全部 投资的很小一部分( 平均2 ) ，但带来的收益远大于最初的投资。通过o t a 平 台与后端服务器架构连接，可简单而廉价地为s i m 远程部署新服务。这些基于 s i m 的服务可自然降低运营商的成本。 j a v as i m 卡增值业务研究与实现 由此可见，s i m 其有不可替代的天然优势，这种优势使s i m 最适合于以下 几个方面的应用：个人信息管理( 隐私管理：p r i v a c ym a n a g e m e n t ) 、安全性 ( s e c u r i t y ) 、便携性( p o r t a b i l i t y ) 、个性化( p e r s o n a l i z a t i o n ) ， 1 4 2j a v ac a r d 技术使s i m 应用开发驶上快车道 j a v ac a r d 技术应用在s i m 卡中，为s i m 卡定义了一个开放的、可互操作的 平台，可以使运营商及应用开发商摆脱对卡商的依赖，用j a v a 语言开发的应用， 一次写出，可以到处运行，从而大大降低了成本和风险。并且，j a v ac a r d 技术 使广大j a v a 开发人员都可以进行基于j a v as i m 的应用开发，有利于出现更多更 好的应用。 j a v as i m 卡增值业务研究与实现 2 1 概述 第二章s i m 和s t k 的结构 s i m ( s u b s c r i b e r i d e n t i t ym o d u l e ) ，即“用户识别模块”，是一张内含大规模 集成电路的智能卡片，用来登记用户的重要信息并执行鉴权和加密算法。s i m 卡 存贮的信息包括国际移动用户识别号( i m s i ) 、鉴权密钥( k i ) 、位置区域议别 码( l a i ) 、移动用户暂时谚 别码( t m s i ) 、移动用户个人识别码( p i n ) 、解锁 码( p u k ) 、计费率以及用户电话号码簿和短消息等，几乎用户全部资料都存储 在s i m 卡内，因此s i m 卡又称为“用户资料识别卡”。s i m 卡实现用户认证功能， 是用户在移动网络中的身份证明。 s t k ( s i m t o o l k i t ) 定义了一组开发增值业务的命令，扩展了s i m m e ( m o b i l e e q u i p m e n t ) 通讯协议，允许基于智能卡的s i m 运行自己的应用软件。早在1 9 9 7 年，欧洲的电信运营商就根据自己的需要开发出不同的业务和产品，这样用户身 份识别模块就成为运营商与用户直接沟通的最佳载体。1 9 9 8 年出现了第2 5 代 s t ks i m 卡和手机。 s t k 技术最大的贡献在于它为s t m 卡的增值业务提供了可开发的环境，即 个简单、易操作的开发平台。仅需要用户在s i m 卡上开发，再经过服务器的 配合，就可以推出各种各样丰富多彩的业务。s t k 的另一个优点是安全性，可 在用户的手机端实现对用户数据的底层加密，加密算法采用双密钥组的3 d e s 算 法，加密数据只能在加密权端才能解开，保证了关键数据的安全传输。s t k 技 术的这些优点，为其在电信、金融、债券等行业的应用铺平了道路。 s i m 卡上的g s m 应用及s t k 的结构主要由以下几个规赣楚义； g s m1 1 1 1 为s i m 卡定义了g s m 应用，包括文件结构，安全功能，及 s i m m e 接口命令与响应； g s m1 1 1 4 定义了s i mt o o l k i ta p p l i c a t i o n ，使s i m 中的应用程序可以与 m e 交互； g s m0 2 1 9 定义了g s ms i ma p i 的基本要求和框架； g s m0 3 1 9 定义了g s ms i m a p i 的j a v a 实现。此a p i 允许应用程序员访 问g s mi1 1 l 和g s m1 1 1 4 中描述的功能和数据。此a p i 是基于j a v ac a r d 2 1 运行环境的j a v ac a r d2 1a p i 的一个扩展； g s m 0 2 4 8 描述了与s t k 相关的安全通信及安全机制的基本要求； g s m 0 3 4 8 定义了s e c u r ep a c k e t 的结构及a p p l e t 远程管理机制。 j a v as i m 卡增值业务研究与实现 2 2 文件系统 s i m 卡上文件被组织为层次结构，可以为三种类型之一：主控文件m f ( m a s t e r f i l e ) 、专用文件d f ( d e d i c a t e df i l e ) 和基本文件e f ( e l e m e n t a r y f i l e ) 。 文们可自用于管理用途或属于某个应用。卡操作系统管理对不同文件中数据的访 问。 文件由文件头及可选的文件体组成。文件头由s i m 内部管理。文件头包含 与文件的结构和属性相关的信息，可使用g e t r e s p o n s e 或s t a t u s 命令得到。 这些信息在管理阶段( a d m i n i s t r a t i v e p h a s e ) 填入。文件体部分包含文件数据。 图2 1 显示了s i m 卡文件系统的结构。 图2 - is i m 卡文件系统 2 2 1 文件标识符 文件i d 用来标识每个文件。文件i d 由两个字节组成，甩1 6 进制编码，第 一字节定义文件类型，对g s m 来说，包括： 表2 - 1 文件类型标识 3 f 土控文件( m a s t e rf i l e ) 7 f 一级专用文件( 1 s tl e v e ld e d i c a t e df i l e )，一 5 f 二级专用文件( 2 n dl e v e ld e d i c a t e df i l e ) 2 f 主控文件下的基本文件( e l e m e n t a r yf i l eu n d e rt h em a s t e rf i l e ) 6 f 一级专用文件下的基本文件( e m e 蛳l r yf i l eu n d e r al s tl e v e ld e d i c a t e df i l e ) 一 4 f 二级专用文什下的基本文件( e l e m e n t a r yf i l eu n d e r 2 n dl e v e ld e d i c a t e df i l e ) j a v as i m 卡增值业务研究与实现 为l 幢一杯订! 每个文件，文件i d 必须服从下列规则： 文件i d 在文件创建时分配； 同一父目录下没有两个文件具有相同i d ； 孩子与父目录，无论是直接的还是间接的( 祖父) ，绝不能有相同i d 。 2 2 2 专用文件 专用文件相当于子目录( m f 为根目录) 。包括自己以及所有以它为上级文 件的文件，即专用文件包括自己以及整个子树。一个d f 只有文件头部分。g s m 1 1 1 1 规范定义了4 个一级d f 文件： 表2 - 2 g s m1 1 1 l 定义的专用文件 fd f g s m包含g s m 和或d c s1 8 0 0 应用 t d f i s 4 1包含由a n s it i p l 定义的i s - 4 1 应划 id f t e l e c o m包含电信服务参数 id f p c t s 包食c t s f i x e d p a n 疵用( g s m t l1 9 ) 所有四年【| td f 都是m f 的直接孩子。可以共存于多应用卡上。g s mu ，l l 规 范还定义了d f g s m 下的二级d f ，所有二级d f 都是d f g s m 的直接孩子，可以共 存于多应用卡上。 2 2 ，3 基本文件 一个基本文件由文件头和文件体部分组成。g s m 使用以下三种结构的基本 文件。 1 、透明e f ( t r a n s p a r e n t e f ) 透明e f 出字节序列组成，进行读或写时，访问当前位置由相对位置( 偏移) 确定，表示开始位罨和要读取或更新的字节数。透明e f 的第一个字节相对地址 ( 偏移) 为“0 0o o ”，文件体总长度由文件头指示。 文件头 文件体 图2 - 2 透明e f 文件结构 9 j a v as i m 卡增值业务研究与实现 2 、定长线性e f ( l i n e a rf i x e de f ) 定长线性e f 由记录序列组成，每个记录具有相同( 固定) 长度。第一个记 录序号为l ，记录的长度及与记录数的乘积由文件头指示。 可以下列几种方法访问定长线性e f 中的记录： 使用绝对记录号； 记录指针未设置时，可以使用n e x t 或p r e v i o u s 方式访问第一条或最 后一条记录； 设置了记录指针时，可以访问当前记录、下一条记录( 除非记录指针已指 向最后一条记录) 、上一条记录( 除非记录指针己指向第一条记录) ， 使用以下方式确定一条记录： 从文件开始向后( 顺序访闯) ； 从记录指针所指位嚣向后( 顺序访问) ，除非记录指针已指向最后一 条记录； - 从文件尾向前( 顺序访问) ； - 从记录指针所指位置向前( 顺序访问) ，除非记录指针已指向第一条 记录； 根掘t s o i e c7 8 1 6 - 4 规定，一个定长线性e f 文件最多可包台2 5 4 条记录， 每条记录最多2 5 5 字节。 文件头 文件体 l记录l f记录2 i记录n 图2 - 3 定长线性e f 文件结构 3 、循环e f ( c y c l i c e f ) 循环文件以轮转次序存放记录。当所有记录空间都用完时，下一条记录将覆 盖最早一条记录。循环结构e f 文件含固定数目的记录，每条记录具有相同( 固 定) 长度。在循环结构中，最后条记录n 与第一条记录之问具有链接，当记录 指针指向最后一条记录n 时，下一条记录便是记录l ，同样，记录指针指向记录 l 时，上一条记录便是记录n 。最后更新包含最新数据的记录为记录1 ，最旧的 数据存于记录n 中。 更新操作只能使用p r e v i o u s ，对于读操作，寻址命令可以是n e x t ，p r e v i o u s ， 1 0 j a v as i m 卡增值业务研究与实现 c u r r e n t 及r e c o r dn u m b e r 。选择一个循环文作后，记录指针应指向最后更新或增 加的记录。当前此类文件最多可含2 5 5 条记录，每条记录最多2 5 5 字节。 2 3 标准g s m 命令 文件头 文件体 i 记录1 i记录2 记录n 图2 。4 循环e f 文件结构 m e 与s i m 间通过a p d u ( a p p l i c a t i o n p r o t o c o l d a m u n i t ) 交互，m e 向s i m 发送命令a p d u ( 包含g s m 命令) ，s i m 向m e 返回响应a p d u ( 包含g s m 命 令的执行结果) 。传输层协议为t = 0 ，出i s o i e c7 8 1 6 3 t g i 定s l 。t = 0 传输协议不 加修改地传输a p d u ，而其它传输层协议可能将a p d u 打包成其专用格式。 命令a p d u 的结构为： 乒吓币丌i t i i 一二 圈2 - 5 命令a p d u 韵蛄构 c l a 、i n s 、p 1 、p 2 、p 3 各占一字节。c l a 代表命令类别，通常每个应用 定义自己的c l a 字节，g s m 应用的c l a 字节为“a o ”i n s 祷表命令代码，不 同命令对应不同i n s 字节。p l 、p 2 、p 3 为命令参数，其中p 3 说明数据部分的长 度。p 3 = “0 0 ”表示命令a p d u 不含数据。 响应a p d u 的结构为： 二二二二二二亘二二二二二二圈 i t t2 - 6 响应a p d u 的鲒构 s w i 和s w 2 各占一字节，共同表示响应状态字。说明命令的执行结果。命 令正确执行时响应状态字为“9 00 0 ，( “o k ”) 。如果s i m 有特定长度的数据返回 m e ，响应状态字为“9 fx x ”，x x 为要返回的数据长度，m e 使用g e t r e s p o n s e j a v as i m 卡增值业务研究与实现 命令取得这些数据。s i m 支持s t k 功能时，如果有主动命令要m e 执行，可能 以“9 1x x ”代替“9 0o o ”，表示s i m 要给m e 发送主动命令，“x x ”为命令长 度，m e 然后使用f e t c h 命令取得该主动命令( 参见2 4 2 ) 。 g s m1 1 ，1 1 定义了s i m 卡必须支持的标准命令，如表2 3 所示。 表2 - 3s i m 支持的标准命令 命令描述 s e l e c t 选择一个文件 s t a t u s 返回当前目录相关信息 。 r e a db i n a r y 从当前透明e f 文件中读取字节序列 u p d a t eb i n a r y 用字节序列更新当前透明e f 文件 r e a dr e c o r d 从当前定长线性文件或循环文件读取条完捂记录 u p d 声汀er e c o r d 更新当前定长线性或循环文件的一条完整记录 s e e k 搜索当前定长线性e f ，寻找以指定模式开始的记录 n q c r e a s e 增加当前循环e f 的最后更薪，增加的记录 v e r i f yc h v 验证c h v c h a n g ec h v 修改c h v d i s a b l ec h v禁册c h v ，只适用于c h v l e n a b l ec h v激活c h v ，只适用于c h v l u n b l o c kc h v 解锁c h v 无论c h v 是否被锁定，都可执行此命令 l n v l i d a t e 使当前e f 无效 r e h a b i l i t a t e 恢复无效的当前f i r u n ( 3 s ma l g o r i t h m运行a 3 和a 8 算法 g e tr e s p o n s e 从s i m 卡获得额外响应数据 t e r m i n a lp r o f l l em e 用此命令告诉s i m 其有关s t k 方面的功能 一7 ： 。 e n v e l o p e 。，；瓣豢獭鑫嚆【是灏活豫缒用程序橹递数据= ：w ： 、 f e t c h 。1 “。= i 。臻：爝黎敬；鲡滏鼷繇钠豁命玲_ _ 。等r # t e r m t n a l 触三s 烈萄蝴ej萄橼獭黼灞醺黼黼玻出鞠一s t k 谢套的响应 下面详细介绍本文要用到的r e a dr e c o r d 和u p d a t er e c o r d 命令。 与s t k 相关的e n v e l o p e 、f e t c h 、t e r m i n a l 命令见2 4 3 节。 j a v as i m 卡增值业务研究与实现 2 3 ir e a dr e c o r d 从当前定长线性文件或循环文件读墩一条完整记录。需满足当f j i fe f 的 r e a d 访问条件。 要读取的记录山以卜i 凹手4r 定位模式确定： c u r r e n t ：读取当i “址录，记录指针不变化。 a b s o l u t e ：读取指定畦录号的记录，记录指针不变化。 n e x t ：凄墩下一条记录。读取之前记录指针增加指向下一条记录，然后读 取记录指针所指记录。如果当前e f 文件的记录指针还未设置，该命令读取第 条记录，并使记录指针指向第一条记录。如果记录指针指向定长线性e f 文件的 最后一条记录，r e a dr e c o r d ( n e x t ) 不改变记录指针，没有数据被读取。如果 记录指针指向循环e f 的最后一条记录，r e a dr e c o r d ( n e x t ) 使记录指针指向 第一条记录，然后读取这条记录。 p r e v i o u s ：记录指针减小指向前一条记录，然后读取此记录。如果当前 e f 的记录指针还未设嚣，r e a dr e c o r d ( p r e v i o u s ) 读取最后一条记录，并使记 录指针指向该记录。如果记录指针指向定长线性e f 的第一条记录，r e a d r e c o r d ( p r