摘　要： 針對利用網絡服務時產生許多憑證信息或重要信息需要妥善保管這一實際應用問題，利用JavaCard技術并結合JAAS認證和授權服務，提出了基于Java智能卡的移動解決方案，實現了用戶憑證信息管理的雙因素認證防護，并分析了該方案的安全機制，實現了用戶憑證信息安全" title="信息安全">信息安全。
　　關鍵詞： 憑證管理 JavaCard技術 智能卡

　　在圖3右邊，是整個架構的Server端，描繪了JCRMI調用位于Java智能卡上的方法的機制。這些方法在Remote Interface(遠程接口)中聲明。Java智能卡中的應用類(實現用戶憑證操作的類)APP Remote Class繼承Java Card平臺中的CardRemoteObject類并實現(Implements)Remote Interface的方法。在實例中，purseImpl 類代表圖3中的APP Remote Class。Java Card API 中的Dispatcher和RMIService處理APDU(應用協議數據單元)對象及Java Card 平臺的RMI請求(request)。Java Card應用程序稱為applets，一個卡上可駐留多個applets。每個applets均被其AID(應用程序標識符)惟一標識，如ISO 7816第5部分的規定。在圖3中，當Java智能卡插入讀卡器，執行用戶憑證管理的Applet被選中后激活，這時候Client端的應用程序就可以通RMI訪問Java智能卡中的信息了。Java Card applet是用一般的Java編譯器編譯的。編譯器的輸出結果(class文件)被輸入Java Card轉換器，轉換并優化Java字節代碼使之更適合在Java Card虛擬機上運行。轉換器的輸出結果被下載到Java Card上。
　　以上是整個模型架構的工作機制，這個模型的第一道安全關卡由JAAS來實現，下面分析利用JavaCard實現用戶憑證管理的其他安全機制。
　　(1)JCRMI及事務的原子性
　　Java Card遠程方法調用是Java遠程方法調用(RMI)的一個子集，它為運行在卡接受設備(CAD)或讀卡器平臺上的客戶端程序提供了一個調用位于卡上的遠程方法的機制。程序包javacard.framework.service中的類RMIService為JCRMI提供了卡上傳輸層，當基于JCRMI的applet是當前選定的applet時，這個傳輸層被設計成一個由applet請求的服務。被傳送到RMIService方法的APDU對象封裝了JCRMI消息。
　　事務是持續性數據更新的一個邏輯子集。例如，從一個帳號傳送到另一個帳號是一個銀行事務。事務的原子性是很重要的：要么更新所有的數據域，要么一個也不更新。JCRE提供了針對原子操作的靈活支持，這使得如果事務沒有正常完成，則卡上的數據恢復到其原始的事務狀態。這種機制防止了一些突發事件，例如在事務過程中突然掉電，以及防止了一些可能造成數據錯亂的程序錯誤，它們可能造成事務的各個步驟沒有全部完成^[4]。
　　(2)Java Card的Applet隔離
　　隔離意味著一個applet不能訪問在另一個上下文(context)中的applet的方法或字段，除非其他applet顯式地提供了訪問接口。Java Card防火墻提供了大多數常見的安全問題的防護：可能允許敏感數據泄漏給另一個applet的開發錯誤和設計失誤。為了從一個公共可訪問的位置獲得一個對象引用，applet在使用引用訪問對象之前，必須滿足某些訪問規則，防火墻還提供了針對不正確代碼的防護。如果卡加載了不正確代碼，防火墻也會防止這個代碼訪問對象。本例中，用戶身份被JAAS認證后再被授權可訪問Java智能卡中的憑證信息，這是由JavaCard中的applet來引用訪問相應的對象，applet只能跟當前的context關聯，其他applet不能訪問當前context中的applet，所以每一個applet中的數據是安全的。
　　(3)Java Card中的信息加密
　　Java Card中有一個安全API javacard.security和一個密碼學API java.cardx.crypto，它們分別提供了和J2SE相應模塊java.security和javax.crypto類似的功能，這些功能實現了Java Card的安全和密碼學框架，提供一系列不同的加密算法，簽名算法、密鑰產生等功能，這些功能方法在JavaCard2.2.1平臺中已更新并進一步加強。對Java智能卡中的數據經常需要轉移(如讀、寫、存)，為保證在這個轉移過程中信息的安全性，信息可以被加密以保證完整性和正確性。運用javacard.security和javacardx.crypto程序包，首先創建DES密鑰，然后創建和初始化一個cipher對象，最后加密信息。在讀取卡中保存信息時，使用RMI調用解密方法對信息解密。
2.3 關鍵代碼實現
　　(1)定義purse接口(remote interface)，包含驗證PIN信息，保存憑證信息、刪除憑證信息等方法。
　　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)定義類purseImpl(見圖3中的My Remote Class)，繼承CardRemoteObject，并實現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)定義類myApplet(見圖3中的Applet)，它是javacard.framework.Applet的子類。實例化purseImpl，并通過Dispatcher和RMIService處理Client和java智能卡間的信息交換。
　　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)；}
　　}
　　智能卡是越來越受歡迎的易攜帶設備，使用此方案，用戶使用一張隨身帶的智能卡，可實現對多種密碼、憑證信息的管理(讀、寫、備份)。本文中的模型架構充分利用了Java Card平臺的優勢，并結合JASS認證與授權的功能安全處理卡中的信息，實現了用戶憑證信息管理(credential management)的雙因素認證防護，同時分析實現了Java智能卡中的信息安全。另外，該模型是開放的體系結構，可方便地與其他應用集成，具有擴展性。Java Card技術是基于Java語言的，所以，它還具有Java程序應用的優點。總之，本文描述的用戶憑證管理模型設計，是針對普遍的用戶需求而設計，具有較強的實用價值。隨著Java Card技術的日益成熟，java智能卡將越來越普及，用戶只要擁有一張智能卡，生活將變得更輕松。
參考文獻
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，朱岱譯.深入Java 2平臺安全——體系架構、API設計和實現(第二版).北京：電子工業出版社，2004