摘　要： 针对利用网络服务时产生许多凭证信息或重要信息需要妥善保管这一实际应用问题，利用JavaCard技术并结合JAAS认证和授权服务，提出了基于Java智能卡的移动解决方案，实现了用户凭证信息管理的双因素认证防护，并分析了该方案的安全机制，实现了用户凭证信息安全" title="信息安全">信息安全。
　　关键词： 凭证管理 JavaCard技术 智能卡

　　在图3右边，是整个架构的Server端，描绘了JCRMI调用位于Java智能卡上的方法的机制。这些方法在Remote Interface(远程接口)中声明。Java智能卡中的应用类(实现用户凭证操作的类)APP Remote Class继承Java Card平台中的CardRemoteObject类并实现(Implements)Remote Interface的方法。在实例中，purseImpl 类代表图3中的APP Remote Class。Java Card API 中的Dispatcher和RMIService处理APDU(应用协议数据单元)对象及Java Card 平台的RMI请求(request)。Java Card应用程序称为applets，一个卡上可驻留多个applets。每个applets均被其AID(应用程序标识符)惟一标识，如ISO 7816第5部分的规定。在图3中，当Java智能卡插入读卡器，执行用户凭证管理的Applet被选中后激活，这时候Client端的应用程序就可以通RMI访问Java智能卡中的信息了。Java Card applet是用一般的Java编译器编译的。编译器的输出结果(class文件)被输入Java Card转换器，转换并优化Java字节代码使之更适合在Java Card虚拟机上运行。转换器的输出结果被下载到Java Card上。
　　以上是整个模型架构的工作机制，这个模型的第一道安全关卡由JAAS来实现，下面分析利用JavaCard实现用户凭证管理的其他安全机制。
　　(1)JCRMI及事务的原子性
　　Java Card远程方法调用是Java远程方法调用(RMI)的一个子集，它为运行在卡接受设备(CAD)或读卡器平台上的客户端程序提供了一个调用位于卡上的远程方法的机制。程序包javacard.framework.service中的类RMIService为JCRMI提供了卡上传输层，当基于JCRMI的applet是当前选定的applet时，这个传输层被设计成一个由applet请求的服务。被传送到RMIService方法的APDU对象封装了JCRMI消息。
　　事务是持续性数据更新的一个逻辑子集。例如，从一个帐号传送到另一个帐号是一个银行事务。事务的原子性是很重要的：要么更新所有的数据域，要么一个也不更新。JCRE提供了针对原子操作的灵活支持，这使得如果事务没有正常完成，则卡上的数据恢复到其原始的事务状态。这种机制防止了一些突发事件，例如在事务过程中突然掉电，以及防止了一些可能造成数据错乱的程序错误，它们可能造成事务的各个步骤没有全部完成^[4]。
　　(2)Java Card的Applet隔离
　　隔离意味着一个applet不能访问在另一个上下文(context)中的applet的方法或字段，除非其他applet显式地提供了访问接口。Java Card防火墙提供了大多数常见的安全问题的防护：可能允许敏感数据泄漏给另一个applet的开发错误和设计失误。为了从一个公共可访问的位置获得一个对象引用，applet在使用引用访问对象之前，必须满足某些访问规则，防火墙还提供了针对不正确代码的防护。如果卡加载了不正确代码，防火墙也会防止这个代码访问对象。本例中，用户身份被JAAS认证后再被授权可访问Java智能卡中的凭证信息，这是由JavaCard中的applet来引用访问相应的对象，applet只能跟当前的context关联，其他applet不能访问当前context中的applet，所以每一个applet中的数据是安全的。
　　(3)Java Card中的信息加密
　　Java Card中有一个安全API javacard.security和一个密码学API java.cardx.crypto，它们分别提供了和J2SE相应模块java.security和javax.crypto类似的功能，这些功能实现了Java Card的安全和密码学框架，提供一系列不同的加密算法，签名算法、密钥产生等功能，这些功能方法在JavaCard2.2.1平台中已更新并进一步加强。对Java智能卡中的数据经常需要转移(如读、写、存)，为保证在这个转移过程中信息的安全性，信息可以被加密以保证完整性和正确性。运用javacard.security和javacardx.crypto程序包，首先创建DES密钥，然后创建和初始化一个cipher对象，最后加密信息。在读取卡中保存信息时，使用RMI调用解密方法对信息解密。
2.3 关键代码实现
　　(1)定义purse接口(remote interface)，包含验证PIN信息，保存凭证信息、删除凭证信息等方法。
　　public interface purse extends RemoteInterface
　　{
　　……
　　public void verfyPIN(byte[]PIN) throws RemoteException，UserException；
　　public void createNewCredential(String serviceName，String login，String password)
　　throws RemoteException，UserException；
　　public void deleteCredential(String serviceName) throws RemoteException，UserException；
　　……
　　}
　　(2)定义类purseImpl(见图3中的My Remote Class)，继承CardRemoteObject，并实现purse接口(remote interface)。
　　public class purseImpl extends CardRemoteObject implements
　　purse
　　{……
　　public void verifyPIN(byte[]PIN) throws RemoteException, UserException {
　　//check the PIN here
　　}
　　}
　　(3)定义类myApplet(见图3中的Applet)，它是javacard.framework.Applet的子类。实例化purseImpl，并通过Dispatcher和RMIService处理Client和java智能卡间的信息交换。
　　public class myApplet extends javacard.framework.Applet
　　{
　　private Dispatcher disp；
　　private RemoteService serv；
　　private Remote purse；
　　public myApplet() {
　　purse=new purseImpl()；
　　disp=new Dispatcher( (short) 1)；
　　serv=new RMIService(purse)；
　　disp.addService(serv，Dispatcher.PROCESS_COMMAND)；
　　register()；
　　}
　　public void process(APDU apdu) throws ISOException
　　{ disp.process(apdu)；}
　　}
　　智能卡是越来越受欢迎的易携带设备，使用此方案，用户使用一张随身带的智能卡，可实现对多种密码、凭证信息的管理(读、写、备份)。本文中的模型架构充分利用了Java Card平台的优势，并结合JASS认证与授权的功能安全处理卡中的信息，实现了用户凭证信息管理(credential management)的双因素认证防护，同时分析实现了Java智能卡中的信息安全。另外，该模型是开放的体系结构，可方便地与其他应用集成，具有扩展性。Java Card技术是基于Java语言的，所以，它还具有Java程序应用的优点。总之，本文描述的用户凭证管理模型设计，是针对普遍的用户需求而设计，具有较强的实用价值。随着Java Card技术的日益成熟，java智能卡将越来越普及，用户只要拥有一张智能卡，生活将变得更轻松。
参考文献
1 Java Card Technology(2.2.1).http：//java.sun.com/products/javacard/
2 Java Card RMI.http：//java.sun.com/products/javacard/RMI_Client_API.pdf
3 JAAS.http：//java.sun.com/products/jaas
4 Gong L著，朱岱译.深入Java 2平台安全——体系架构、API设计和实现(第二版).北京：电子工业出版社，2004