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JAVA卡對象共享機制的安全分析

文檔作者：孫雅琴姜暖于化鵬施意文檔來源：海軍潛艇學院		點擊數：	更新時間： 2023年03月20日
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安全技術數字技術
與應用
225
1 前言
JAVA卡技術的快速發展現已解決了傳統智能卡存在的多個問
題,其中傳統智能卡最大的問題則是不通用。在JAVA卡中JAVA應
用程序(applet）可以通過JAVA卡專用平臺系統實現自由下載、安裝
和運行,實現“一卡多用”。然而,JAVA卡中也存在著多種問題危害
其安全性。
JAVA卡的系統結構包括Java卡虛擬機(JCVM）、運行環境
(JCRE）、操作系統(COS）和應用程序接口(API）。圖1是Java卡的基
本結構圖。運行環境(JCRE）是JAVA卡最重要的部分,所有程序通
信都在其上運行。
2 對象共享機制安全分析
早期的J A V A 卡對數據的共享采用了一種文件系統( f i l e
system）的方法。這種文件系統由訪問控制列表實現對數據的安全管
理,即訪問控制列表(access control lists）決定了不同文件的訪問
權限。這種方法對一般的數據共享是十分有效的,然而對屬于其他
JAVA卡的應用程序來說,卻沒有提出訪問方法。JAVA卡2.1中采用
對象共享機制,應用程序(applet）通過對象共享機制獲得另一應用
程序的接口,調用該接口上的方法來實現數據訪問。
2.1 APPLET 上下文
應用程序防火墻將JAVA卡的對象系統分成不同的保護對象區
域,稱為執行上下文(Context),而防火墻則是不同執行上下文之間
的界限。每當產生一個應用程序對象實例,系統都為之分配一個執
行上下文,且這個執行上下文實質上是一組執行上下文,同一JAVA
包中的所applet對象實例都共享相同的組執行上下文,在同一組執
行上下文中,各應用程序之間的對象訪問是允許的,而訪問另一組
執行上下文中的對象是被防火墻禁止的。JAVA卡運行環境(JCRE）
擁有它自己的執行上下文,此執行上下文擁有特殊的訪問權限,它
可以訪問任何執行上下文中的應用程序對象。而從其他執行上下文
到JCRE執行上下文的訪問是被防火墻禁止的。
2.2 對象共享
服務器應用A和客戶端應用B屬于不同執行上下文,且客戶端
應用B需要服務器應用A提供某些服務支持,則訪問流程如下:
(1）服務器應用A定義一個可共享接口,并在共享接口中定義將
要被其他應用所訪問的共享接口方法。
(2）在服務器應用A中定義了一個實現上述共享接口的類C,類
C對共享接口中定義的方法給出具體實現。該類可以定義其他方法,
但只有共享接口中定義的方法才能被其他應用訪問,定義的其他方
法受防火墻保護。
(3）若要實現對象共享,服務器應用A先要建立一個類C的對象
實例O。由于O屬于服務器應用A,因此應用防火墻允許服務器應用
A訪問O中的方法和域。
(4）客戶端應用B要調用服務器應用A中的某個方法,需調用系
統獲取共享接口對象方法,向JCRE請求服務器應用A定義的共享接
口對象。
(5）JCRE接到請求后,查找內部應用注冊表,找到服務器應用
A,調用服務器應用A的獲取共享接口對象方法來獲取服務器應用A
的共享接口對象O的引用。
(6）服務器應用A接到JCRE請求后,判斷是否與客戶端應用B進
JAVA 卡對象共享機制的安全分析
孫雅琴 姜暖 于化鵬 施意
(海軍潛艇學院 山東青島 266199）
摘要:傳統智能卡最大的缺陷在于不通用,JAVA卡能取代傳統智能卡實現“一卡多用”,根本在于JAVA卡平臺內的“對象共享機制”。對象共享
機制給JAVA卡帶來便捷的同時,自身也存在著多種安全問題危害卡的安全。本文從JAVA卡對象共享機制入手,分析對象共享機制存在的安全漏洞以
及由此可能導致的攻擊,對已提出的一種保護方法Deleget方法進行分析,提出一種新的安全機制安全共享接口對象,實現對JAVA卡安全的保護。
關鍵詞:JAVA卡 對象共享機制 安全性
中圖分類號:TP309.3 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)03-0225-03
Abstract:The defect of tradition Smart Card is not universal, JAVA Card can realize the function of one card muitlpurpose to replace tradition Smart Card,
the reason is Object Sharing Mechansim. Object Sharing Mechansim brings convenience to JAVA Card, it also exists many queations that can danger the security
of JAVA Card. This paper describes the Object Sharing mechansim in JAVA Card, analysis the existed security problems that can lead to attack, also analysis the
method of Delegate Object. This paper proposed SecureSIO to solve the problem of Object Sharing and realize the protection of JAVA Card security.
Key Words: smart card; object sharing, attack; analysis
收稿日期:2016-01-20
作者簡介:孫雅琴(1984 —）,女,山東青島人,講師,碩士,海軍潛艇學院,物理電子學。
圖1 JAVA 卡的結構圖

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