（计算机应用技术专业论文）芯片操作系统测试理论及方法研究.pdf

a di s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt og u a n t e c h n o l o g yf o rt h ed e g r e e o fm a s t e r r e s e a r c ho nc h i po p e r a t i n gs y s t e mt e s t i n gt h e r o y a n dm e t h o d s m a s t e rc a n d i d a t e ：g u o k u n s u p e r v i s o r ：p r o f l i d a i p i n g m a y2 0 10 f a c u l t yo fc o m p u t e r g u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y g u a n g z h o u ，g u a n g d o n g ，p r c h i n a ，5 1 0 0 9 0 摘要 摘要 自微芯片之父r o l a n dm o r e n o 于1 9 7 4 年3 月申请了智能卡的专利以来，智能卡 现已广泛应用到医疗、交通、金融、电信、社保、石油等各个行业中。智能卡的出 现与发展给人类的生活方式带来了巨大的变革，并迅速成为当前社会不可或缺的、 十分便利的工具。智能卡能否正常使用其核心在于智能卡的芯片操作系统( c h i p o p e r a t i n gs y s t e m ) ，也称c o s 。c o s 一般都是紧密结合智能卡存储器分区情况，按 照各行业的国际标准或者应用规范来进行设计和开发的，它的主要功能是控制智能 卡和外界的信息交换，管理智能卡内的存储器并在卡内部完成各种命令处理。 目前，智能卡行业竞争十分激烈，产品上市时间的早晚将很大幅度决定企业的 利润，出于开发周期的压力，使得处于软件生命周期后面的软件测试的时间会被压 缩，这将会c o s 在没有得到充分测试的情况下就投入市场，然而智能卡的生产又大 多是大规模的，一旦上市，将会销往全国各地，若此时才发现软件上的缺陷，不可 能用任何召回活动来替换已发行的大量的卡，因此必须对c o s 进行高质量且高效率 的测试。 本文在现有软件测试的理论基础上，结合c o s 自身特点，基于效率与质量，对 c o s 的测试模型以及测试方法进行了全面的研究。文章首先介绍了智能卡的分类， 智能卡开发所需要遵循的国际标准体系，并简单讲述了智能卡c o s 的基本功能、系 统结构；随后介绍了现有的软件测试理论，并在此基础上对c o s 的主要测试内容进 行了归纳总结，提出了c o s 的测试模型；对各项测试内容的测试用例设计进行了详 细的说明，以提高测试质量；引入自动化测试技术以提高c o s 测试的效率；接着将 文中提出的测试方法应用到e v d o 卡c o s 测试过程中，证明了模型和方法的可行 性。论文最后阐述了课题涉及创新点和取得的成果。 本文所涉及的课题是广东工业大学与中国通信服务股份有限公司广东公司之间 的横向合作项目，该项目于2 0 0 7 年7 月1 日开始进行分析设计，到目前为止整个 系统的开发与测试均已经完成。本文正是在这个项目实践的基础上编写的。 关键词：智能卡操作系统，软件测试，测试用例，自动化测试 广东工业大学硕士学位论文 l i a b s t r a c t a bs t r a c t r o l a n dm o r e n o ，t h em i c r o c h i pf a t h e r ，a p p l i e df o rt h es m a r tc a r dp a t e n ti nm a r c h 19 7 4 a n dt h es m a r tc a r dh a sb e e nw i d e l yu s e di nd i f f e r e n ta p p l i c a t i o n s ，s u c ha sp u b l i c s e c u r i t y ，m e d i c a lc a r e ，t r a n s p o r t a t i o n ，b a n k i n g ，t e l e c o m m u n i c a t i o n s ，s o c i a ls e c u r i t y ， a n ds p o r t i n ge t c t h ea p p e a r a n c ea n dd e v e l o p m e n to fs m a r tc a r dh a v ed r i v e nt h e r e v o l u t i o n a r yr e n o v a t i o no fm a n k i n dl i f e w a y ，a n dq u i c k l yb e c o m et h em o s tc o n v e n t i e n t a n dm o s ti n d i s p e n s a b l et o o li np r e s e n ts o c i a l w h e t h e rt h en o r m a lu s eo fs m a r tc a r dc o r e i s i t sc h i po p e r a t i n gs y s t e m ，a l s oc a l l e dc o s c o si sa l w a y sd e s i g n e da n dd e v e l o p e d c l o s e l yc o n n e c t i n gw i t ht h em e m o r yp a r t i t i o nc a s eo ft h es m a r tc a r d ，i na c c o r d a n c ew i t h i n t e m a t i o n a ls t a n d a r d so r a p p l i c a t i o ns p e c i f i c a t i o n s i t c o n t r o l st h ec o m m u n i c a t i o n b e t w e e ns m a r tc a r da n dt h eo u t s i d et e r m i n a l ，m a n a g e st h em e m o r i z e ra n dh a n d l e sa l lt h e c o m m a n d si nt h ec a r d a tp r e s e n t ，t h es m a r tc a r di n d u s t r yi se x t r e m e l yc o m p e t i t i v e ，t i m et om a r k e ts o o n e r o rl a t e rw i l l s i g n i f i c a n t l yd e c i d et h ep r o f i t so ft h ee n t e r p r i s e ，b e c a u s eo ft h e l i m i t e d d e v e l o p m e n tp e r i o d ，t h et i m es p e n to nt e s t i n gi sa l w a y sc u td o w n s o e v e ni ft h ec o s w e r en o tt e s t e df u l l y ，t h e ys t i l lm u s tb el a u n c h e d b u ts m a r tc a r dp r o d u c t i o ni sa l s o l a r g e s c a l e ，o n c el i s t e d ，w i l lb es o l dt h r o u g h o u tt h ec o u n t r y ，i ft h i s s o f t w a r ed e f e c t si s f o u n da tt h i st i m e ，i ti si m p o s s i b l et or e c a l lt h el a r g en u m b e ro fi s s u e dc a r d s ，s oi t i s n e c e s s a r yt om a k es u r et h ec o s h a v et e s t e dh i g h - q u a l i t ya n de f f i c i e n t l y o nt h e b a s i so ft h ee x i s t i n gs o f t w a r et e s t i n gt h e o r y ，t h i sp a p e rc o n d u c t e d a c o m p r e h e n s i v es t u d yo nt h ec o st e s tm o d e la n dt e s tm e t h o d sc o m b i n e dw i t hc o s i t s o w nc h a r a c t e r i s t i c s ，b a s e do ne f f i c i e n c ya n dq u a l i t y f i r s t l y ，t h i s p a p e ri n t r o d u c e st h et h ec l a s s i f i c a t i o no ft h es m a r tc a r d ，t h ei s oc r i t e r i o na n dt e l e c o m i n d u s t r yc r i t e r i o nt os m a r tc a r d ；d e s c r i b e st h eb a s i cf u n c t i o n so ft h es m a r tc a r dc o s ， w o r k i n gp r i n c i p l e a n dt h eg e n e r a ls y s t e ma r c h i t e c t u r ea n ds oo n t h e ni n t r o d u c et h e e x i s t i n g s o f t w a r e t e s t i n gt h e o r y ，o nt h i sb a s i s ，s u m m a r i z e s t h ec o n t e n t so fc o s t e s t i n g ，a n dp r o p o s e dt h et e s tm o d eo fc o s ；g i v ead e t a i l e dd e s c r i p t i o no ft h et e s tc a s e s d e s i g n i n g t o i m p r o v et e s tq u a l i t y ；u s e a u t o m a t e dt e s t i n gt om a k et h et e s t m o r e e f f i c i e n c y l y ；t h e n ，t h et e s tm o d e la n dt e s ts c h e m ep r e s e n t e di nt h i sp a p e rw e r ea p p l i e di n t h et e s t i n go fae v d oc o sp r o d u c t ，s ot h e i rf e a s i b i l i t ya n dp r a c t i c a l i t yc a nb ep r o v e d f i n a l l y ，t h i sp a p e rs u m m a r i z e si n n o v a t i o na n dh a r v e s t i i i 广东工业大学硕士学位论文 t h i sp a p e r sp r o je c ti sat r a n s v e r s ei t e m s ，w h i c hi sc o o p e r a t e dw i t hc h i n at e l e c o m s e r v i c e l t dx xs m a r tc a r d 1 t db yg u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y t h ei t e mh a sb e e n d e s i g nf r o m2 0 0 7 7 t h es y s t e md e v e l o pa n dt e s th a v eb e e na c h i e v e dt ot h i sd a y t h i s p a p e r i sw r i t i n go nt h eb a s i so ft h ei t e m k e y w o r d s ：c h i po p e r m i n gs y s t e m ，s o f t w a r et e s t i n g ，t e s tc a s e ，a u t o m a t e dt e s t i n g i v 目录 目罩 目求 摘要1 a b s t r a c t 1l i 目录v c o n t e n t s vi l 第一章绪论1 1 1 研究背景1 1 2 选题意义l 1 3 项目背景2 1 4 论文结构安排2 第二章智能卡与芯片操作系统4 2 1 智能卡简介4 2 2 智能卡的相应标准7 2 3 智能卡芯片操作系统7 2 3 1 芯片操作系统的主要功能7 2 3 2 芯片操作系统的结构9 2 3 3芯片操作系统主流程l3 第三章软件测试理论基础15 3 1 软件测试的概念15 3 1 1 软件测试的定义和发展1 5 3 1 2 软件测试的目的和内容1 6 3 2 软件测试过程及流程l7 3 2 1 软件测试阶段1 7 3 2 2 软件测试流程18 3 3 软件测试模型l9 3 3 1v 测试模型1 9 3 3 2w 测试模型2 0 3 - 3 - 3h 测试模型2 0 3 4 软件测试方法2 l 3 4 1 白盒测试2 1 3 4 2 黑盒测试2 2 第四章芯片操作系统测试2 5 4 1 芯片操作系统测试模型2 5 4 2 芯片操作系统的测试内容2 6 4 2 1 物理电气特性测试2 7 4 2 2 芯片操作系统测试2 7 4 3c o s 测试用例设计2 8 4 4c o s 的自动化测试3 2 4 4 1 自动化测试技术3 2 4 4 2c o s 自动化测试工具3 4 v 广东工业大学硕士学位论文 4 4 3c o s 测试脚本3 6 第五章e v d oc o s 测试3 9 5 1e v d oc o s 概j 苤3 9 5 2e v d oc o s 测试需求4 0 5 3e v d 0c o s 测试方案4 1 5 4 测试环境配置4 2 5 5 测试过程4 3 5 5 1 单元测试4 3 5 5 2 集成测试4 3 5 5 3 系统测试4 5 5 5 4 验收测试4 7 第六章创新点5 0 结论5 1 参考文献5 2 攻读学位期间发表的论文5 5 独创性声明5 6 致谢5 7 附录5 8 v i c o n t e n t s c o n t e n t s c h i n e s ea b s t r a c t i a b s t r a c t 1 li c h i n e s ec o n t e n t s 、 c o n t e n t s v i i c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n 1 1 1r e s e a r c hb a c k g r o u n d 1 1 2r e s e a r c hs i g n i f i c a n c e 1 1 3i t e mb a c k g r o u n d 2 1 4p a p e rs t r u c t u r e 2 c h a p t e r 2s m a r tc a r da n dc h i po p e r a t i n gs y s t e m 4 2 1s m a r tc a r dp r o f i l e 4 2 2c r i t e r i o no fs m a r tc a r d 7 2 3c h i po p e r a t i n gs y s t e m 7 2 3 1 b a s i cf u c t i o no fc o s 7 2 ：；2s t r u c t u r eo fc o s 9 2 3 3m a i nf l o wo fc o s 13 c h a p t e r3s o f e t w a r et e s t i n gt h e o r y 15 3 1c o n c e p t i o no fs o f t w a r et e s i n g l5 3 1 1d e f i n i t i o na n dd e v e l o p m e n to fs o f t w a r et e s i n g 15 ：；1 2p u r p o s ea n dc o n t e n to fs o f t w a r et e s i n g l6 3 2p r o c e d u r ea n df l o wo fs o f t w a r et e s i n g 17 3 2 1p r o c e d u r eo fs o f t w a r et e s i n g 17 ：；2 2f l o wo fs o f t w a r et e s i n g 18 ：；3s o f t w a r et e s t i n gm o d e l 1 9 3 3 1v m o d e l 19 3 3 2w m o d e l 2 0 3 3 3h m o d e l 2 0 3 4m e t h o d so f s o f t w a r et e s i n g 2 1 3 4 1w h i t eb o xt e s t i n g 2 l 3 4 2b l a c kb o xt e s t i n g 2 2 c h a p t e r4t e s to fc o s 2 5 4 1t e s t i n gm o d e lo fc o s 2 5 4 2c o n t e n to fc o st e s t i n g 。2 6 4 2 1p h y s i c a lc h a r a c t e r i s t i c st e s t i n g 2 7 4 2 2c o s t e s t i n g 2 7 4 3d e s i g no fc o st e s tc a s e s 2 8 4 4a u t o m a t e dt e s t i n go f c o s 3 2 4 4 1a u t o m a t e dt e s t i n g 3 2 4 4 2a u t o m a t e dt e s t i n gt o o lo fc o s ：；z i 4 4 3t e s ts c r i p to fc o s ：；6 c h a p t e r5t e s to fe v d oc o s 3 9 1 ；1t e s t i n gs u m m a r i z eo fe v d oc o s ：；9 5 2t e s t i n gr e q u i r e m e n to fe v d oc o s 4 0 v i i 广东工业大学硕士学位论文 5 3t e s t i n gs c h e m eo fe v d oc o s 叶： 5 4c o n f i g u r a t i o no ft e s t i n ge n v i r o n m e n t ： 5 5t e s t i n gp r o c e d u r e ”：二 5 5 1u n i tt e s t i n g ： 5 5 2i n t e g r a t i o nt e s t i n g ： 5 5 3s y s t e mt e s t i n g ：； 5 5 4a c c e p t a n c et e s t i n g 二二 c h a p t e r6i n n o v a t i o n 一： c o n c l u s i o n “一： r e f e r e n c e s 一二： p u b l i c a t i o n sd u r i n gm a s t e r ss t u d y ： a n n o u n c e m e n to fo r i g i n a lc r e a t i o n 。： a c k n o w l e d g e m e n t ： a p p e n d i x ”。 v 1 1 1 成为用户身份认证实现的良好载体，因此，自2 0 世纪7 0 年代i c 卡问世以来发展 迅速。2 0 0 1 年，我国总计发放智能卡3 2 亿张；2 0 0 2 年其发行量增长2 0 ；2 0 0 6 年，中国i c 卡的出货量与出货总价分别达到1 6 7 6 亿张和7 4 2 6 亿元。2 0 0 7 年，中 国i c 卡的出货量突破2 0 亿张大关f l 】。 目前，智能卡系统应用己经发展成为一个独立的跨学科的专业领域，它将大量 来自不同专业领域的技术综合在一起，诸如计算机技术、网络技术，数据库处理技 术、高频技术、电磁兼容性、半导体技术、数据保护和密码学、电信、制造技术和 许多专业应用领域，是典型的跨多学科的应用系统。智能卡系统应用是信息时代的 出现的一个重要产品，是社会信息化的一个重要方面，是我国实现产业优化升级和 实现工业化、现代化的关键环节。智能卡产品的广泛使用提高了人们生活和工作的 现代化程度，显然这已成为衡量一个国家科技发展水平的标志之一。 智能卡的芯片操作系统，简称c o s ，则是整个卡片的灵魂，它是芯片资源的管理 者和安全保密的基础1 2 1 ，将智能卡芯片内各种硬件与用户所要求的应用系统密切结 合起来，实实在在地体现出智能卡的安全所在。从本质上说它是智能卡芯片内的一 个监控软件，用于接收和处理外界发给智能卡的各种信息，管理卡内的存储器，并 给出相应的应答信息。它的基本功能包括卡上的存储管理、智能卡与读卡器的通信 传输管理、命令解释和安全控制管理等。 1 2 选题意义 随着智能卡在各个领域的应用迅速增长，对其芯片操作系统质量的要求也越来 越高。软件测试是软件生命周期中极为重要的一环，是软件质量保证的关键阶段， 是对软件设计和编码的最终检查。由于软件产品本身无形态，它是复杂的、知识高 度密集的逻辑产品，没有一种软件方法可以保证在软件的设计和实现过程中没有错 误，据统计，目前在软件开发总成本中，用在测试上的花销要占到3 0 4 0 m 。由 广东工业大学硕士学位论文 于c o s 最终将掩膜到智能卡内部存储器中，而一旦固化，将很难对其就行修改，因 此，对于c o s 这种特殊软件，测试所占的比例将会更大。 芯片操作系统一般是紧紧围绕着它所服务的智能卡的特点而开发的，因此不可 避免地受到了智能卡内微处理器芯片的性能及内存容量的影响：与那些常见的微机 上的操作系统相比较而言，c o s 在本质上更加接近于监控程序，而不是一个通常所 谓的真正意义上的操作系统。鉴于c o s 的特殊性，目前还没有专门的测试方法应用 于c o s 的测试，并缺乏系统的能适用于实际测试过程的测试理论。基于c o s 测试 的现状，利用现有的软件测试理论，结合c o s 本身特点，寻求一种适合c o s 的高 质量且高效率的测试方法，不仅对c o s 测试方法的研究有重要的应用价值，还具有 重要的理论价值。这是本课题研究的重要意义。 1 3 项目背景 本文作者在硕士研究生期间，主要从事“嵌入式系统和智能卡技术研究”，期间研 究分析了i s 0 7 8 1 6 系列的智能卡通用标准，及2 5 g 、3 g 体系标准与u s i m 卡、u i m 卡 相关的标准，本课题研究内容属于广东工业大学与中国通信服务有限公司广东公司 的下属公司x x 智能卡公司合作的横向项目。本项目以当前智能卡在各行业广泛应用 和第三代移动通信系统商用网络即将出炉为背景，以智能卡安全技术和文件系统技 术为核心，在第二代移动通信系统u i m 卡的基础上，以区别于j a v a c a r d 、w i n d o wf o r s m a r tc a r d 、m u l t o s 等通用系统方式，采用自然语言方式研究设计- j e v d oc o s 的系统结构。 中国通信服务有限公司广东公司的下属公司x x 智能卡公司在智能卡行业具有 较强的生产能力，但该公司在c o s 上的技术研发偏弱，该公司生产的u i m 卡和u s i m 卡均由芯片公司提供付版权费c o s ，这样导致x x 智能卡公司的每张卡的成本增加， 企业竞争力下降。本横向项目恰好结合了学校的嵌入式研发技术力量和x x 智能卡公 司较强的生产力量，使企业和学校之间达到了双赢。 本项目开展到目前为止已分别完成了u s i mc o s 、u i mc o s 以及e v d oc o s 三种c o s ，三种c o s 均已满足中国电信相应需求。本文主要在这些项目的实践基 础上，进行了分析和总结而编写的。 1 4 论文结构安排 本文首先对智能卡做了一个简单的介绍，随后对其芯片操作系统的功能、结构 2 协议标准、智能卡应用以及芯片操作系统c o s 。 第三章：软件测试理论基础，对目前较成熟的测试理论做了简单的介绍，包括 软件测试的定义、目的、常见模型以及测试方法。 第四章：芯片操作系统的测试，在第二章和第三章的基础上，结合c o s 的特点， 提出了适合于c o s 的软件测试模型：对c o s 测试的主要内容进行了总结：详细归 纳了c o s 测试用例的设计方法；在c o s 中引入自动化测试技术，介绍了自动化测 试工具a p d u t o o l s 的设计原理及目标，并对自动化测试脚本的设计进行了介绍。 第五章：将前文所构建的测试模型以及测试方法在实际项目e v d oc o s 中进行 验证，详细描述了各个测试阶段的内容。 第六章：课题所涉及的创新点。 “k 广东工业大学硕士学位论文 第二章智能卡与芯片操作系统 本章主要介绍了智能卡的特点、结构、智能卡芯片操作系统的主要模块、芯片 操作系统的主流程以及智能卡与终端的通信机制。 2 1 智能卡简介 智能卡，英文名“s m a r tc a r d ，它是i c 卡( i n t e g r a t e dc i r c u i tc a r d ，集成电路卡) 的一种，将一个含有传输、存储或者处理数据等功能部件的集成电路芯片内嵌于外 型和磁卡一样的塑料片上，即制成了一张智能卡。 与传统的磁卡相比，智能卡具有存储容量大、卡内数据安全性更高、便于扩展 等优点。随着大规模集成电路技术、计算机技术以及信息安全技术的高速发展，智能 卡技术也越来越成熟、多样化。 依照所嵌的芯片类型的不同，智能卡可分为存储卡以及c p u 卡【3 1 。 1 存储卡 存储卡的内嵌芯片相当于普通串行e e p r o m 存储器，卡所需要的数据都存在存 储器中，对整个存储器或者某些区域的写入和擦除由安全逻辑电路控制，这类卡存 储信息方便、使用简单、价格便宜，当前社会上广泛应用的社保卡、电话卡、公交 卡等均采用的存储卡。 2 c p u 卡 c p u 卡的出现是智能卡发展史上的重要里程碑，与存储卡相比，内部除了控制 器、存储器、时序控制逻辑等，还带有微处理器，因此它具有更强的数据处理能力， 也能够在卡内完成复杂的数据运算和逻辑控制，严格来说，只有c p u 卡才是真正的 智能卡。下文所提及的智能卡均泛指c p u 卡。 依据卡片数据的读写方式，智能卡可分为接触式智能卡、非接触式卡、双界面 卡3 种类型 t 2 l 。 1 接触式智能卡 由读写设备的触点和卡片上的触点相接触，进行数据读写。常见的如s i m 卡采 用的就是接触式技术。 2 非接触式卡 4 卡在使用过程中与读 技术进行读写，同接触式卡最大的不同是增加了射频收发电路，目前广泛使用的公 交卡、校园卡、各种r f i d 电子标签均使用非接触式卡。 3 双界面卡 双界面卡集接触式与非接触式接口为一体，它有两个操作界面，对芯片的 访问既可通过接触方式的触点，也可以通过相隔一定距离，以射频方式来访问 芯片。两种接口共享同一个微处理器、存储器。双界面卡最大的优势在于一张 卡可以集成多个不同应用，一卡多用也是智能卡未来的发展趋势。 对于c p u 卡而言，无论是哪个厂商何种系列的产品，它的逻辑结构都基本类似， 如图2 1 所示是一个典型的芯片硬件逻辑结构示例。通常采用总线结构，各功能子 模块i o 接口、微处理器、加密运算协处理器、只读存储器、随机存储器、电擦除 存储器等通过总线连接在一起，如图2 1 。 图2 - 1 智能卡芯片结构图 f i g u r e 2 - 1s m a r tc a r df r a m e 1 ) i o 接口：i o 接1 2 1 是芯片与外界联系的唯一通道，也是芯片中标准化程度 最高的模块，所有的芯片都按i s o - - 7 8 1 6 的串行异步通信标准设计i o 接l - q 。对接 触式智能卡而言，其i o 模块对应的是芯片上的各个触点，各个触点具体描述如图 2 。2 所示。 国 图2 2 接触式智能卡触点 f i g u r e 2 2s m a r tc a r dt o u c hi n t e r f a c e 2 ) 微处理器( m i n ip r o c e s s o ru n i t ) ：简称m p u ，该模块是智能卡芯片的核心， 是芯片性能的一个重要指标，在功能上类似于p c 机上的c p u 。主要完成基本的指 广东工业大学硕士学位论文 令执行、存储控制和逻辑控制等。目前国外芯片厂商( 如三星) 大部分采用的1 6 位芯片，少部分高端产品中已使用到了3 2 位芯片，而国内在这方面技术仍比较落 后，芯片厂商( 如清华同方、华大) 提供的智能卡通常采用的为i n t e l 8 0 5 1 内核， c p u 主要是8 位字长。 3 ) 加密协处理器( c a u ) ：除了m p u 提供的基本运算功能外，为了支持安全 应用中的加密运算，一些中高端的芯片提供一个常用算法的协处理器( c i p h e r a r i t h m e t i cu n i t ，简称c a u ) ，例如奇偶校验、d e s 、m a c 计算等。在这些算法中， 奇偶校验主要用于i o 通信协议，除此之外，d e s 算法协处理器最为常见。一般的， 如果采用软件实现d e s 算法，一方面可能消耗很宝贵的卡片代码存储空间，另一方 面，软件实现比硬件实现大约要慢1 0 0 倍左右，无疑也极大降低了卡片的应用响应 速度，d e s 算法协处理器目前也基本成为了中高端芯片的标准配置。 4 ) 电可擦可编程只读存储器( e e p r o m ) ：芯片中的e e p r o m 相当于芯片上 的硬盘空间，是卡片c o s 和应用的数据区，在卡片掉电以后仍然能够保持数据。 5 ) 只读存储器( r o m ) ：该模块为卡片内的只读存储区，主要用来存放c o s 代码和一些基本常熟。在现在电信卡中，由于成本原因都是应用f l a s h 来存储数 据和程序。 6 ) 随机存储器( r a m ) ：r a m 是c o s 的运行数据空间，类似于p c 上的内存， 是卡片使用阶段的临时数据空间，在卡片每次复位时自动清零，掉电以后数据也全 部丢失，所以只能用来存储一些中间数据。r a m 是三种存储器中存取速度最快的， 因此，在c o s 设计中，需要高效充分地利用r a m 资源，最大程度的减少e e p r o m 的读写操作。 在进行智能卡开发时，应预先估计代码的大小总量，依照代码大小来选择合适 的芯片，不浪费存储器资源，从而降低开发成本。 7 ) 安全逻辑访问( s a l ) ：安全逻辑访问( s e c u r i t y a c c e s sl o g i c ) 是芯片自定 义的一些硬件安全逻辑，例如存储器的分区，不同区域的访问控制，对c a u 的操 作权限，异常的外部光电信号检测等，不过这些机制对应用完全透明，对c o s 的设 计也没多大影响。 智能卡的出现是微电子、计算机和信息安全等多学科技术综合的结果，作 为一种成熟的高技术产品，智能卡的广泛使用将能够提高人们生活和工作的现 代化程度，这已成为一个国家科技发展水平的标志之一。 6 第二章智能卡与芯片操作系统 2 2 智能卡的相应标准 智能卡能够在全世界范围内高速发展，在不同领域发挥着重要的作用，其标准 化的制定和推广有着不可磨灭的贡献，主要有两个国际规范。 i s o7 8 1 6 是i s o 制订的应用于接触式智能卡的国际规范，包括以下9 个部分： i s 0 7 8 1 6 1 ：接触式卡的物理特性。 i s 0 7 8 1 6 2 ：接触式卡的尺寸和触点的位置。 0i s 0 7 816 3 1 2 4 1 接触式卡的电信号和传输协议。 0 i s 0 7 8 1 6 4 1 2 5 1 ：接触式卡的行业间交互命令。 i s 0 7 8 1 6 5 ：接触式卡应用的命名方式和注册过程。 0 i s 0 7 8 1 6 6 ：接触式卡与外界交互的数据对象。 0 i s 0 7 8 1 6 7 ：接触式卡的结构化查询语言。 0i s 0 7 816 8 ：接触式卡安全相关指令。 0 i s 0 7 8 1 6 9 ：接触式卡附加指令和安全属性。 i s o1 4 4 4 3 是i s o 制定专门用于非接触式卡通信协议规范的标准，定义非接触 式方式数据的手法和识别。 在上述两种规范的基础上，不同行业依据各自需求，也制订了各自行业的应用 规范，用来指导本行业的智能卡应用发展，如电信行业的g s m l l 1 1 规范、银行支 付卡e m v 标准、电子商务的s e t 协议以及r s a 实验室的p k c s 等系列标准。在我 国也有中国金融集成电路卡规范、社会保障( 个人) 卡规范等。 2 3 智能卡芯片操作系统 2 3 1 芯片操作系统的主要功能 智能卡之所以能够支持各种不同的应用，其便利和安全的基础便是其芯片操作 系统( c h i po p e r a t i o ns y s t e m ，以下简称c o s ) ，c o s 是驻留在智能卡内的软件，智 能卡因为有了c o s 才有了智能的特性，c o s 是智能卡的灵魂所在。和传统的p c 软 件系统相比较，c o s 在智能卡系统中的地位类似于u n i x 、w i n d o w s 这样的操作系 统，所以称之为芯片操