多功能智能卡文件系统设计

着应用的配置数据，并且都是以文件的形式存储的。应用数据区的 EEPROM 是 以页的形式动态分配给各个应用，每页大小为32 字节。每个文件的页地址信息由文件分配表详细记 录。应用代码区存放着应用的运行代码。应用代码区分为40 块，每块大小为4K。块和应用是一一对 应的关系，即每块对映一个应用。系统区：存放操作系统的信息以及用于管理应用及文件的一些系统 表：应用使用表，文件分配表，文件打开表，数据区使用表。文件打开表是用来防止读写冲突的，当 某文件正在被改写时，需要给该文件上锁，等对该文件操作完成后再对该文件解锁。

　　数据区使用表记录了应用数据文件在数据区的存储情况，当一个应用要访问某一个数据文件时，需要查看该表，检查 该文件是否属于该应用，防止应用篡改其他应用的数据文件。操作系统的信息用超级块记录。交换区 就是当内存不足时，使用交换区来扩充内存。

　　2 文件系统

　　 2.1 文件分配表该操作系统中，文件系统仅设计到应用数据区，和应用系统区以及应用代码去无关，所以文件系 统占32K 的EEPROM 空间。数据区是以页的形式分配给文件的，每页大小是32 字节，共设有1024 页。存储在系统区的文件分配表占用1K 空间。分配表如图2 所示：该表一共有 1024 页（用十六进制 表示），第1 页代表数据区的前32 个字节，以后依次类推。当表项为FFFF，表示文件结束。当记录 为FFFE 时，该页可用。每页的表项记录该文件下一页的页码。如图所示。该文件占用的页码分别是 1，0xC，0xD，0x10，0x14。

　　 2.2 文件管理的指令

　　1）SELECT FILE（选择文件）：建立文件成功后，才能进行文件选择，面向对象文件管理系统要 求在文件被选中之后才可以进行存取处理。文件选择就是通知操作系统即将对哪个文件进行访问。新 文件的成功选择将导致前面的选择无效。这就意味着在任何时候被选中的文件只有一个。该文件系统 的支持根据文件的FID 进行文件的选择。

　　2）CREATE FILE（创建文件）：该命令允许在智能卡中建立EF、KEF、DF。在执行该命令之前， 必须先达到特定的安全状态。在创建时，判断创建地址是否有效，即CMB 块的相应地址。同时创建 时会影响目录树的结构，可能需要修改其父亲节点或者其兄弟节点，因此要检测所影响的结点是否可 以访问，如果需要修改的节点不可被访问，该命令则不能执行。对于EF 和KEF，他们都拥有文件体， 则根据其大小具体分配。在申请页面时，一次把所需要的页数全部分配给该文件，并且在文件分配表 里建立好映像。然后文件系统再根据文件分配表，把文件体写入EEPROM 中。

　　3）DELETE FILE（删除文件）：是把指定的智能卡的文件从存储器中删除，其释放的存储空间由 操作系统收回。文件系统的文件是存储在应用数据区，因此该命令的操作对象是数据区的文件，并不 涉及其他存储区域的数据。MF 为文件系统的根目录，是不可被删除的。

　　KEF 为DF 中的密钥文件， 仅删除KEF 会对其上层DF 造成极大的安全隐患，因此不提供单纯的删除KEF 操作，把该操作是嵌 入在删除DF。该命令分为两类：删除DF 和删除EF。删除DF 函数仅删除没有子 DF 文件的DF 文件， 如果所删除的DF 具有直接子DF 文件（可以有EF 文件），则DF 不能直接删除，需要首先删除子DF文件，然后再使用本函数删除。该操作会影响其父亲节点或兄弟节点以及子EF 节点，所以删除之前 需要查看文件打开表，检查这些文件是否可以访问，如果有不可以访问的节点，则退出返回相应的错 误信息。

　　当然执行该操作之前，必须达到一定的要求安全状态。删除EF 时，操作对象是CMB 块中 的当前工作文件EF，因此要删除某EF 之前需要先选择该文件。如果当前工作文件地址无效，则返回 相应的错误信息。当然执行该操作之前，必须达到一定的要求安全状态并且该EF 具有可删除属性。

　　4）VERIFY 命令用来把传送给智能卡的秘密对象和所存储的基准值相比较，根据比较结果，改 变CMB 块中的安全状态。该操作系统的密钥存储在密钥文件KEF 中，位于MF 的KEF 被用来作为 智能卡中所有应用通用的密钥，如果是 DF 的KEF，则它仅可用于在DF 内的有关应用，即应用的专 用密钥。

　　该命令的操作对象默认为CMB块中指向的当前所使用密钥文件。一般的密钥文件含有四个密钥， 分别是：

　　（1）浏览密钥：满足该密钥后，可以读该目录下的所有EF 文件和子DF 头标。

　　（2）更新密 钥：满足该密钥后，可以在该目录下的所有EF 文件中执行更新操作。

　　（3）删除密钥：满足该密钥后， 可以在该目录下执行删除操作。

（4）创建操作：满足该密钥后，可以在该目录下执行删