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作者: 发布时间:2016-12-11 来源: 繁体版
  黄健文,黄健,蔡秋艳,李俊磊,严冬  (广州电信研究院,广东 广州 510630) 摘要:以GP、Javacard、UICC多应用管理技术为理论知识基础,提出了一种UICC卡非接触应用识别技术方案,解决了NFC行业

  黄健文,黄健,蔡秋艳,李俊磊,严冬lWe自动化在线网

  (广州电信研究院,广东 广州 510630)lWe自动化在线网

       摘要:以GP、Javacard、UICC多应用管理技术为理论知识基础,提出了一种UICC卡非接触应用识别技术方案,解决了NFC行业POS非接触默认隐式选择与UICC卡多个应用默认设置间的兼容性问题。提出的非接触应用识别技术使得UICC可支持多个非接触应用在非接触通道上的隐式选择,经实际商用验证可支持多个公交应用在UICC卡上的共存问题,并免除公交 POS终端的改造,推动了NFC在公交等第三方行业的发展。lWe自动化在线网

  关键词:隐式选择;显式选择;默认应用;GP;UICC;JavacardlWe自动化在线网

0引言lWe自动化在线网

  2012年以来,NFC技术及其应用在国内取得巨大发展。在电信运营商UICC卡上内置Se安全模块的NFC?SWP技术方案是国内NFC技术发展的最主要的方向之一[1],主要涉及银行、公交等行业应用。在NFC推广过程中,由于行业POS终端与UICC卡之间的标准化差异产生的应用选择识别兼容性问题,已成为NFC发展过程中的最大阻力。兼容性问题主要体现为:(1)已布放公交等第三方行业POS要求上电执行非接触默认应用隐式选择;(2)UICC卡现行技术标准只允许在非接触通道设置一个默认应用,如果要将新的应用设置为非接触通道默认应用,要求取消UICC原有非接触默认应用设置;(3)现有技术标准中UICC卡不具备默认应用反馈机制,无法向卡外实体反馈当前的卡上默认应用。目前住建部正在推行公交行业应用的互联互通,在同一张UICC卡上,很大程度上将下载两个或两个以上公交应用,此兼容性问题将导致部分应用不能被正确使用或正确安装。lWe自动化在线网

  隐式选择与多个应用的默认应用设置兼容性问题的解决方式有两种:(1)按照现有技术标准,将行业POS应用选择方式升级为应用显式选择。升级后可精确选择到UICC卡的所有应用,但存在升级费用高昂的问题,并且由于POS已经布放,此方式被大多POS拥有方拒绝。(2)改进UICC卡,使现有非接触应用检索方式支持对更多的应用进行隐式选择。本文针对次兼容性问题,在GP及UICC技术理论基础上提出了非接触应用字符串匹配识别方案,解决了此兼容性问题。lWe自动化在线网

1GP UICC 技术lWe自动化在线网

  GP(Global Platform)技术架构是GP组织定义的一套智能卡应用管理标准体系,包括GlobalPlatform Card Specification Version 2.2.1和GlobalPlatform Card Contactless Services Card Specification v2.2?mendment C Version 1.0.1等主要标准。GP技术通常和Javacard、UICC技术共同使用,实现对Javacard应用程序的安全动态管理。使用GP技术可在安全环境下,对Javacard非接触和接触应用安全加载、安装、数据个人化、删除等管理。遵循GP、Javacard、UICC技术标准的通用智能卡模型架构如图1所示。lWe自动化在线网

图像 006.pnglWe自动化在线网

  图1模型架构中,UICC提供上层Javacard虚拟运行环境、GP及卡应用必需的硬件支持,包括CPU、内存及相关加密算法硬件加速器、接触式和非接触式通信接口。lWe自动化在线网

  Javacard提供虚拟跨平台运行环境及相关应用接口体系,它提供了一种将应用和运行环境独立开发的机制。由第三方开发的遵循Javacard架构体系的应用可下载到任意Javacard平台上运行。lWe自动化在线网

  GP在模型架构中起安全保障作用,GP通过安全域分级、权限控制、生命周期控制、安全信道及相关密钥体系等技术手段实现对上层Java应用的安全流程管理。OPEN在GP架构中处于核心管理角色,负责卡生命周期维护、注册表维护、应用选择、命令转发等。本文提出的非接触应用识别技术主要基于OPEN对注册表的维护实现。lWe自动化在线网

2非接触应用安装与选择lWe自动化在线网

  2.1非接触应用安装lWe自动化在线网

  在GP管理架构下,Javacard应用程序代码要加载到Javacard上分两个过程执行。首先需在PC上将Java代码编译为可在UICC卡运行的可执行文件,并使用GP相关加载、安装流程指令通过UICC卡 ISO7816接口加载到UICC上。其次需对加载到UICC卡上的可执行代码文件,进行实例化创建、应用个人化参数流程分配等。lWe自动化在线网

  非接触应用程序安装也需符合上述安装加载流程。针对大部分公交系统,在UICC卡不支持字符串识别情况下,应设置为非接触默认应用。对于应用可执行加载文件AID为6170706C65745465737431及应用AID为 6170706C657454657374315F4131的应用,在应用安装过程中设置非接触默认应用CF配置参数指令流程如下:lWe自动化在线网

  (1)install for loadlWe自动化在线网

  8XE60200XX0B6170706C65745465737431XX…. XXlWe自动化在线网

  (2)可执行文件加载多条load指令lWe自动化在线网

  8XE80000FFXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX….. XXlWe自动化在线网

  8XE80001FFXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX….. XXlWe自动化在线网

  …lWe自动化在线网

  8XE8800LNNXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX…. XXlWe自动化在线网

  (3)install for installlWe自动化在线网

  安装命令:8XE60C00XXlWe自动化在线网

  可执行加载文件AID:0B6170706C65745465737431lWe自动化在线网

  可执行模块AID:0E6170706C657454657374315F4131lWe自动化在线网

  应用AID:0E6170706C657454657374315F4131lWe自动化在线网

  权限:0100lWe自动化在线网

  隐式选择默认参数:XXEFXX..XXCF0180lWe自动化在线网

  2.2非接触应用选择lWe自动化在线网

  在GP架构下,应用选择有两种方式即显式选择和隐式选择。显式选择指在UICC卡上电后POS终端第一条指令使用带应用AID的GP SELECT ( by name)指令进行应用选择。GP OPEN接收到SELECT指令后,将查询卡内GP注册表,根据SELECT命令中带的AID参数找到目标应用。在OPEN找到目标应用后,所有POS终端发送的指令OPEN将不做处理,直接转发给目标应用。金融行业POS终端一般使用显式选择方式进行应用选择。lWe自动化在线网

  隐式选择指非接触通道打开后,卡片收到的第一条指令不是带AID的SELECT指令,在卡片不支持非接触算法识别的情况下,OPEN将直接把非接触指令转发给非接触通道上的默认应用进行处理。隐式选择默认应用设置采用GP指令Install for install对非接触应用安装参数中的CF参数进行配置。lWe自动化在线网

3基于指令字符串检索方式的应用识别lWe自动化在线网

  UICC 卡除支持非接触应用显式选择及默认应用隐式选择外,本文采用字符串匹配选择方式,对非接触应用选择进行了改进扩展。lWe自动化在线网

  3.1非接触应用字符串匹配参数定义lWe自动化在线网

  GP架构下,非接触应用字符串匹配参数通过GP Install[for install]指令在应用实例化安装时进行设置,安装参数采用TLV结构进行嵌套定义。本文针对公交行业POS的复杂性、多样性,对字符串匹配安装标签参数进行了扩展改进,对每个非接触应用允许匹配多个非接触字符串匹配标签,并对非接触标签更新流程、获取流程进行了定义。lWe自动化在线网

  GP install [for install]指令定义如表1[2]。lWe自动化在线网

图像 009.pnglWe自动化在线网

  应用安装参数数据域定义如表2[3] 。lWe自动化在线网

图像 010.pnglWe自动化在线网

以上安装参数定义符合非接触和接触应用安装定义,针对非接触应用字符串匹配参数定义如图2。
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图像 007.pnglWe自动化在线网

  3.2非接触应用字符串参数配置lWe自动化在线网

  对于AID为A000000011应用A的指令检索字符串假设为:A0A40000023F00。AID为A000000012应用B的指令检索字符串有两个:A0A40000023F01,A0A40000023F02。则使用GP install for install指令对应用A、B在安装过程中进行字符串匹配参数配置指令过程如下:lWe自动化在线网

  (1)install for load A//B应用lWe自动化在线网

  (2)load A//B应用lWe自动化在线网

  (3)install for install A应用安装及字符串参数匹配lWe自动化在线网

  安装命令:8XE60C00XXlWe自动化在线网

  可执行加载文件AID: A00000011XX…XXlWe自动化在线网

  可执行模块AID: A00000011XX…XXlWe自动化在线网

  应用AID:0A A000000011lWe自动化在线网

  权限:0100lWe自动化在线网

  字符串参数配置:XXEF..XXA0..8307A0A40000023F00lWe自动化在线网

  (4)install for install B应用安装及字符串参数匹配lWe自动化在线网

  安装命令:8XE60C00XXlWe自动化在线网

  可执行加载文件AID: A00000012XX…XXlWe自动化在线网

  可执行模块AID: A00000012XX…XXlWe自动化在线网

  应用AID:0A A000000012lWe自动化在线网

  权限:0100lWe自动化在线网

  字符串参数配置:lWe自动化在线网

  XXEF..XXA0..8307A0A40000023F018307A0A400000 23F02lWe自动化在线网

  当应用已经安装到卡上后,可使用GP install [registry update ]指令进行更新字符串匹配参数,使用如下指令为应用A追加字符串匹配参数A0A40000023F03:lWe自动化在线网

  注册更新安装命令:8XE64000XXlWe自动化在线网

  可执行加载文件AID: A00000011XX…XXlWe自动化在线网

  可执行模块AID: A00000011XX…XXlWe自动化在线网

  应用AID:0A A000000011lWe自动化在线网

  权限:0100lWe自动化在线网

  字符串参数配置:lWe自动化在线网

  XXEF..XXA0..8307A0A40000023F008307A0A400000 23F03lWe自动化在线网

  3.3非接触应用字符串匹配选择过程lWe自动化在线网

  当UICC卡具有非接触通道上字符串匹配检索能力时,选择方式在卡内部的执行顺序为显式选择、字符串匹配、隐式默认应用选择。当UICC卡与非接触POS间完成非接触初始化通信后,POS发出第一条应用指令,当指令为显式选择SELECT BY AID时,GP OPEN将直接定位应用注册表入口。当第一条指令为隐式选择时,本文GP OPEN执行如下流程进行应用隐式选择:lWe自动化在线网

  (1)OPEN根据POS第一条指令进行字符串匹配检索;lWe自动化在线网

  (2)OPEN检索到目标应用,取出优先级最高的非接触应用;lWe自动化在线网

  (3)检查目标应用的生命周期状态是否可选,如应用位于可选状态,则定位目标应用。如果生命周期状态不可选,则继续执行流程(1)~(3)进行字符串匹配检索;lWe自动化在线网

  (4)如果流程(1)~(3)无法正确定位目标应用,则进行非接触默认应用CF参数匹配检测;lWe自动化在线网

  (5)如果流程(1)~(4)均不能定位目标应用,则OPEN将POS第一条指令转发给卡ISD主安全域应用进行处理;lWe自动化在线网

  (6)若以上流程均不能正确匹配目标应用则目标应用定位失败。lWe自动化在线网

  定位目标应用成功后,后续的应用交互指令将直接交给目标应用进行处理,不再执行匹配检索流程。目标应用定位失败后,OPEN将返回错误信息。指令字符串匹配检索处理流程如图3所示。lWe自动化在线网

4结束语lWe自动化在线网

  本文以Javacard 技术与GP多应用安全管理架构为基础,针对NFC业务推广过程中出现的多个公交应用默认设置切换问题,提出了一种基于GP非接触应用指令字符串匹配检索的方法实现POS对目标应用的匹配,经实际商用证明可有效解决现有UICC多应用卡中下载多个公交应用的匹配检索问题。本文提出的字符串匹配检索方法,在NFC业务商用过程中可免除公交等行业POS的升级改造,将有效推进NFC公交的互联互通。lWe自动化在线网

图像 008.pnglWe自动化在线网

  参考文献lWe自动化在线网

  [1] 王笃炎,肖海,何平.基于NFC?SWP技术的移动支付方案设计[J].移动通信,2013,37(5):18 22.lWe自动化在线网

  [2] GlobalPlatform Inc.GlobalPlatform Card Specification Version 2.2.1[Z].2011.lWe自动化在线网

  [3] GlobalPlatform Inc.GlobalPlatform Card UICC Configuration?Contactless Extension Version 1.0[Z]. 2012.lWe自动化在线网


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UICC卡非接触应用隐式选择识别技术研究
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