写入文件和读取文件信息—Java Card开发第三篇
上一篇介绍了如何创建文件，本篇介绍如何将密钥或者持卡人信息等写入相应的文件去，以及如何从文件中读取应用或者持卡人的信息。
首先是写入密钥write_key，密钥分为三种：TAC密钥、圈存密钥、消费密钥：
其实这三种密钥在写入文件里去的时候并不会产生什么区别，区别是在使用密钥的时候体现。之前已经建好了keyfile文件（所以判断如果没建就抛出异常），所以直接调用keyfile数据结构里面的addkey函数进行密钥增加：
public void addkey(byte tag, short length, byte[] value){
byte[] pbuf;//只做暂存,密钥要存进Key[recNum]中
pbuf = new byte[23];
Key[recNum] = pbuf;//可看成给二维数组复制
pbuf[0] = tag;
pbuf[1] = (byte)length;
Util.arrayCopyNonAtomic(value, (short)0, pbuf, (short)2, length);
recNum ++;
}
可以看到，使用addkey函数需要传递三个参数进去，第一个是标签，也就是密钥的类型（刚才说的三种：圈存、消费、TAC），第二个是密钥的长度，第三个是密钥的值。对应的是apdu里面的哪些参数呢？看下图：
所以tag参数对应的是apdu命令的p2参数，密钥长度对应的而是apdu的lc，值对应data。
然后就是write_binary，写二进制文件（应用基本信息和持卡人基本信息），类似的，调用BinaryFile数据结构里面的write_bineary函数（这个其实是binary，TA给的代码命名错了）：
/*
* 功能：写入二进制
* 参数：off 写入二进制文件 的偏移量； dl 写入的数据长度； data 写入的数据
* 返回：无
*/
public final void write_bineary(short off, short dl, byte[] data){
Util.arrayCopyNonAtomic(data, (short)0, binary, off, dl);
}
同样要传入三个参数，参数如上图定义。
最后是读取二进制文件信息read_binary，理解了上面这里就很简单了，没什么好说的，直接调用BinaryFile结构体里面的read_binary函数：
/*
* 功能：读二进制文件
* 参数：off 二进制读取的偏移量；len 读取的长度； data 二进制数据的缓冲区
* 返回：二进制数据的字节长度
*/
public final short read_binary(short off, short len, byte[] data){
Util.arrayCopyNonAtomic(binary, off, data, (short)0, len);
return len;
}
文件读写挺简单的，其实难度还是在于判断异常的情况，因为涉及到好多参数的判断，话不多说，直接上代码，代码我写了不少注释方便理解。
purse.java
//主文件：电子钱包，调用了其他几个辅助类。
//注意这些所有的代码和应用都是运行在卡片中的！
//而终端只是在命令行敲几句命令发送的那里.
package purse;
//import Purse;
import javacard.framework.APDU;
import javacard.framework.Applet;
import javacard.framework.ISO7816;
import javacard.framework.ISOException;
import javacard.framework.Util;
public class Purse extends Applet {
//APDU Object
private Papdu papdu;
//文件系统,每次run的时候都相当于一张空白卡片，全部需要重新建立，
//并且建立之后就归当前run的applet所有，某个文件可以随时被调用(keyfile)
private KeyFile keyfile; //密钥文件
private BinaryFile cardfile; //应用基本文件
private BinaryFile personfile; //持卡人基本文件
private EPFile EPfile; //电子钱包文件 Electronic Purse
public Purse(byte[] bArray, short bOffset, byte bLength){
papdu = new Papdu();
byte aidLen = bArray[bOffset];
if(aidLen == (byte)0x00)
register();
else
register(bArray, (short)(bOffset + 1), aidLen);//注册applet
}
//安装applet
public static void install(byte[] bArray, short bOffset, byte bLength) {
new Purse(bArray, bOffset, bLength);
}
//执行applet
public void process(APDU apdu) {
if (selectingApplet()) {
return;
}
//步骤1:取APDU缓冲区数组引用并将之赋给新建数组
byte buffer[] = apdu.getBuffer();
//步骤2：取APDU缓冲区中数据放到变量papdu
short lc = apdu.setIncomingAndReceive();//将apdu读取到卡片缓冲区当中并返回data段的长度
papdu.cla = buffer[ISO7816.OFFSET_CLA];
papdu.ins = buffer[ISO7816.OFFSET_INS];
papdu.p1 = buffer[ISO7816.OFFSET_P1];
papdu.p2 = buffer[ISO7816.OFFSET_P2];
Util.arrayCopyNonAtomic(buffer, ISO7816.OFFSET_CDATA, papdu.pdata, (short)0, lc);
//步骤3：判断命令APDU是否包含数据段，有数据则获取数据长度，并对le赋值，
//否则，即不需要lc和data，则获取缓冲区原本lc实际上是le
//获取le的方法，因为不确定papdu有le部分，所以IOS7816下标可选项并没有le而是放在数据块中的.
//如果有数据块，那le就是buffer[ISO7816.OFFSET_CDATA+lc]
//调用papdu函数判断,不能直接通过lc判断,因为没lc只有le也会把le赋给lc
if(papdu.APDUContainData())//若papdu命令包含数据块
{
papdu.le = buffer[ISO7816.OFFSET_CDATA+lc];
papdu.lc = buffer[ISO7816.OFFSET_LC];
}
else
{
papdu.le = buffer[ISO7816.OFFSET_LC];//若没data部分则lc部分实际是le
papdu.lc = 0;
}
boolean rc = handleEvent();
//步骤4:判断是否需要返回数据，并设置apdu缓冲区
if(papdu.le != 0)
{
Util.arrayCopyNonAtomic(papdu.pdata, (short)0, buffer, ISO7816.OFFSET_CDATA, (short)papdu.pdata.length);
apdu.setOutgoingAndSend((short)5, (short)papdu.pdata.length);//把缓冲区的数据返回给终端
}
}
/*
* 功能：对命令的分析和处理
* 参数：无
* 返回：是否成功处理了命令
*/
private boolean handleEvent(){
switch(papdu.ins){
case condef.INS_CREATE_FILE: return create_file();
//todo：完成写二进制命令，读二进制命令，写密钥命令
case condef.INS_WRITE_KEY: return write_key();
case condef.INS_WRITE_BIN: return write_bin();
case condef.INS_READ_BIN: return read_bin();
case condef.INS_NIIT_TRANS:
if(papdu.p1 == (byte)0x00) return init_load();
if(papdu.p1 == (byte)0x01) return init_purchase();
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_WRONG_P1P2);//else抛出异常
case condef.INS_LOAD: return load();
}
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_INS_NOT_SUPPORTED);
return false;
}
/*
* 功能：创建文件
*/
private boolean create_file() {
switch(papdu.pdata[0]){ //data的第一位表示要创建文件的类型
case condef.EP_FILE: return EP_file();
//todo:完成创建密钥文件，持卡人基本文件和应用基本文件
case condef.KEY_FILE: return Key_file();
case condef.CARD_FILE: return Card_file();
case condef.PERSON_FILE: return Person_file();
default:
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_FUNC_NOT_SUPPORTED);
}
return true;
}
/*
* 功能：创建电子钱包文件
*/
private boolean EP_file() {
if(papdu.cla != (byte)0x80)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CLA_NOT_SUPPORTED);
if(papdu.lc != (byte)0x07)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_WRONG_LENGTH);
if(EPfile != null)//有文件了还重复创建则会报错
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CONDITIONS_NOT_SATISFIED);
if(keyfile == null)//都还没密钥文件（必须先于任何其他文件创建）
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CONDITIONS_NOT_SATISFIED);
this.EPfile = new EPFile(keyfile);
return true;
}
//创建密钥文件
private boolean Key_file()
{
if(papdu.cla != (byte)0x80)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CLA_NOT_SUPPORTED);
if(papdu.lc != (byte)0x07)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_WRONG_LENGTH);
if(keyfile != null)//有文件了还重复创建则会报错
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CONDITIONS_NOT_SATISFIED);
this.keyfile = new KeyFile();
return true;
}
//创建应用基本文件
private boolean Card_file()
{
if(papdu.cla != (byte)0x80)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CLA_NOT_SUPPORTED);
if(papdu.lc != (byte)0x07)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_WRONG_LENGTH);
if(cardfile != null)//有文件了还重复创建则会报错
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CONDITIONS_NOT_SATISFIED);
if(keyfile == null)//都还没密钥文件（必须先于任何其他文件创建）
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CONDITIONS_NOT_SATISFIED);
this.cardfile = new BinaryFile(papdu.pdata);//传进的参数就是要写入的内容
return true;
}
//创建持卡人信息文件
private boolean Person_file()
{
if(papdu.cla != (byte)0x80)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CLA_NOT_SUPPORTED);
if(papdu.lc != (byte)0x07)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_WRONG_LENGTH);
if(personfile != null)//有文件了还重复创建则会报错
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CONDITIONS_NOT_SATISFIED);
if(keyfile == null)//都还没密钥文件（必须先于任何其他文件创建）
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CONDITIONS_NOT_SATISFIED);
this.personfile = new BinaryFile(papdu.pdata);//传进的参数就是要写入的内容
return true;
}
//写入一条密钥
private boolean write_key()
{
if(keyfile == null)//都还没密钥文件
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CONDITIONS_NOT_SATISFIED);
if(papdu.cla != (byte)0x80)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CLA_NOT_SUPPORTED);
//文件标识有错,这句判断写得有问题啊,老是会返回这个异常--已解决，应该用and而不是or，因为要三个情况都不是才异常
if(papdu.p2 != (byte)0x06 && papdu.p2 != (byte)0x07 && papdu.p2 != (byte)0x08)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_WRONG_P1P2);
if(papdu.lc == 0 || papdu.lc > 21)//密钥长度不能为0也不能超过21
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_WRONG_LENGTH);
if(keyfile.recNum >= 3)//文件空间已满
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_FILE_FULL);
this.keyfile.addkey(papdu.p2, papdu.lc, papdu.pdata);//写入一条密钥
return true;
}
//写入二进制文件
private boolean write_bin()
{
if(keyfile == null)//都还没密钥文件
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CONDITIONS_NOT_SATISFIED);
//都还没二进制文件--没找到
if(cardfile == null && papdu.p1 == (byte)0x16)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CONDITIONS_NOT_SATISFIED);
if(personfile == null && papdu.p1 == (byte)0x17)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CONDITIONS_NOT_SATISFIED);
if(papdu.cla != (byte)0x00)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CLA_NOT_SUPPORTED);
/*if(papdu.p2 == 0)//没有文件标识
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_WRONG_P1P2);*/
if(papdu.lc == 0)//写入长度不能为0
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_WRONG_LENGTH);
//写入一条二进制命令到文件
if(papdu.p1 == (byte)0x16)//表明写入的是应用信息
this.cardfile.write_bineary(papdu.p2, papdu.lc, papdu.pdata);
else if(papdu.p1 == (byte)0x17)//表明写入的是持卡人信息
this.personfile.write_bineary(papdu.p2, papdu.lc, papdu.pdata);
return true;
}
//读取二进制文件
private boolean read_bin()
{
if(keyfile == null)//都还没密钥文件
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CONDITIONS_NOT_SATISFIED);
//都还没二进制文件--没找到
if(cardfile == null && papdu.p1 == (byte)0x16)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CONDITIONS_NOT_SATISFIED);
if(personfile == null && papdu.p1 == (byte)0x17)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CONDITIONS_NOT_SATISFIED);
if(papdu.cla != (byte)0x00)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CLA_NOT_SUPPORTED);
/*if(papdu.p2 == 0)//没有说明读取文件偏移量
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_WRONG_P1P2);*/
//读取相应的二进文件
if(papdu.p1 == (byte)0x16)//表明读取的是应用文件
this.cardfile.read_binary(papdu.p2, papdu.le, papdu.pdata);
else if(papdu.p1 == (byte)0x17)//表明读取的是持卡人信息文件
this.personfile.read_binary(papdu.p2, papdu.le, papdu.pdata);
return true;
}
/*
* 功能：圈存命令的实现
*/
private boolean load() {
short rc;
if(papdu.cla != (byte)0x80)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CLA_NOT_SUPPORTED);
if(papdu.p1 != (byte)0x00 && papdu.p2 != (byte)0x00)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_WRONG_P1P2);
if(EPfile == null)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_FILE_NOT_FOUND);
if(papdu.lc != (short)0x0B)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_WRONG_LENGTH);
/*if(keyfile.findkey(papdu.p2) == 0)//通过标识找不到相应的密钥文件
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_FILE_NOT_FOUND);*/
rc = EPfile.load(papdu.pdata);
if(rc == 1)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_SECURITY_STATUS_NOT_SATISFIED);
else if(rc == 2)
ISOException.throwIt(condef.SW_LOAD_FULL);
else if(rc == 3)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_RECORD_NOT_FOUND);
papdu.le = (short)4;
return true;
}
/*
* 功能：圈存初始化命令的实现
*/
private boolean init_load() {
short num,rc;
if(papdu.cla != (byte)0x80)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CLA_NOT_SUPPORTED);
if(papdu.p1 != (byte)0x00 && papdu.p2 != (byte)0x02)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_WRONG_P1P2);
if(papdu.lc != (short)0x0B)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_WRONG_LENGTH);
if(EPfile == null)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_FILE_NOT_FOUND);
num = keyfile.findkey(papdu.pdata[0]);
if(num == 0x00)
ISOException.throwIt(ISO7816.SW_RECORD_NOT_FOUND);
rc = EPfile.init4load(num, papdu.pdata);
if(rc == 2)
ISOException.throwIt((condef.SW_LOAD_FULL));
papdu.le = (short)0x10;
return true;
}
/*
* 功能：消费命令的实现
*/
private boolean purchase(){
return true;
}
/*
* 功能：余额查询功能的实现
*/
private boolean get_balance(){
return true;
}
/*
* 功能：消费初始化的实现
*/
private boolean init_purchase(){
return true;
}
}
KeyFile.java
//这个文件表示的是密钥文件
package purse;
import javacard.framework.Util;
public class KeyFile {
public short size; //记录的最大存储数量
public short recNum; //当前所存储的记录数量
private Object[] Key; //密钥记录
public KeyFile(){
size = 4;
recNum = 0;
Key = new Object[size];//每一位表示一个密钥,可看成是一个二维数组
}
/*
* 功能：添加密钥
* 参数：tag 密钥标识符； length 数值的长度；value 数值（5个字节的密钥头+16个字节的密钥值）
* 返回：无
*/
public void addkey(byte tag, short length, byte[] value){
byte[] pbuf;//只做暂存,密钥要存进Key[recNum]中
pbuf = new byte[23];
Key[recNum] = pbuf;//可看成给二维数组复制
pbuf[0] = tag;
pbuf[1] = (byte)length;
Util.arrayCopyNonAtomic(value, (short)0, pbuf, (short)2, length);
recNum ++;
}
/*
* 功能：通过密钥标识符获取密钥记录号
* 参数：tag 密钥标识符
* 返回：记录号
*/
public short findkey(byte Tag){
byte[] pbuf;
if(recNum == 0)
return 0;
for(short i = 0;i < recNum;i ++){
pbuf = (byte[])Key[i];
if(pbuf[0] == Tag)
return (short)(i + 1);
}
return 0;
}
/*
* 功能：通过密钥类型获取密钥记录号
* 参数：type 密钥类型
* 返回：记录号
*/
public short findKeyByType(byte Type){
byte[] pbuf;
if(recNum == 0)
return 0;
for(short i = 0;i < recNum;i ++){
pbuf = (byte[])Key[i];
if(pbuf[2] == Type)
return (short)(i + 1);
}
return 0;
}
/*
* 功能：通过密钥记录号读取密钥
* 参数：num 密钥记录号 data 所读取到的密钥缓冲区
* 返回：密钥的长度
*/
public short readkey(short num, byte[] data){
byte[] pdata;
pdata = (byte[])Key[num - 1];
Util.arrayCopyNonAtomic(pdata, (short)2, data, (short)0, (short)(pdata[1]));
return (short)(pdata[1] - 5);
}
}
BinaryFile.java
//这个文件表示的是二进制文件
package purse;
import javacard.framework.Util;
public class BinaryFile {
private short size; //二进投文件的大小
private byte[] binary; //二进制文件
public BinaryFile(byte[] pdata){
size = Util.makeShort(pdata[1], pdata[2]);
binary = new byte[size];
}
/*
* 功能：写入二进制
* 参数：off 写入二进制文件 的偏移量； dl 写入的数据长度； data 写入的数据
* 返回：无
*/
public final void write_bineary(short off, short dl, byte[] data){
Util.arrayCopyNonAtomic(data, (short)0, binary, off, dl);
}
/*
* 功能：读二进制文件
* 参数：off 二进制读取的偏移量；len 读取的长度； data 二进制数据的缓冲区
* 返回：二进制数据的字节长度
*/
public final short read_binary(short off, short len, byte[] data){
Util.arrayCopyNonAtomic(binary, off, data, (short)0, len);
return len;
}
/*
* 功能：获取二进制文件大小
* 参数：无
* 返回：二进制文件的大小
*/
public final short get_size(){
return size;
}
}
最后是运行命令脚本和运行结果：
这里只贴No Error也就是执行正确命令的运行图，自己也试了一些错误命令的调试，也就是改改命令脚本的命令，看看会不会出现一些异常，同时查看自己是否没考虑完全异常情况的判断，这里就不贴图了，这个需要对读写文件的apdu命令和几大重要参数有很好的理解，所以不懂就回去看看实验2文档和ppt，还有代码。