文件系统创建—Java Card开发第二篇
首先要知道Java card里面的文件系统结构，也就是有哪些文件：
包括四大类文件，应用基本文件——也就是发卡方官方的一些信息，然后是持卡人个人信息的文件，再就是EP(电子钱包)文件，以及最重要的密钥文件。并且密钥文件必须先于其他三个文件之前创建，因为没密码你弄啥操作不科学呀。
几大文件反应到代码中就是几大数据结构：
理解了文件系统之后就要一一去看各个文件代码模块是怎么实现的：
举个例子：
这是二进制文件数据结构的部分代码，可以看到它的构造函数需要传进一个pdata参数，其实就是要传输apdu命令的data部分给它。由于这几大数据结构代码课上都给得差不多了，而且本篇只讲文件系统的创建，所以目前只需要知道这几大文件数据结构的接口就够了，主要还是看主程序代码，也就是purse.java。嗯，本次java card的开发就是以电子钱包的开发作为项目来学习的。
先直接上主程序purse.java的代码，其他几个java文件的代码在后面学习篇再放：
//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.
//如果有数据快，那le就是buffer[ISO7816.OFFSET_CDATA+lc]
if(papdu.pdata.length != 0)
{
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
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);
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);
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);
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);
personfile = new BinaryFile(papdu.pdata);//传进的参数就是要写入的内容
return true;
}
//写入各种密钥
private boolean write_key()
{
return true;
}
//写入二进制文件
private boolean write_bin()
{
return true;
}
//读取二进制文件
private boolean read_bin()
{
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);
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;
}
}
既然是要创建文件，当然就要先从终端获取apdu命令，判断它的命令里面是不是要卡片创建文件，怎么判断呢？通过ins值，就是这句代码：
case condef.INS_CREATE_FILE: return create_file();
这里有个常量，在condef.java中定义：
//这个文件表示的是一些常量
package purse;
/**
* 已给出部分常数值，其他根据需要自行添加
*/
//存储INS值文件,ins值表示命令的具体意思
public class condef {
//----------------- INS Byte -------------------
final static byte INS_CREATE_FILE = (byte)0xE0; //文件建立命令的INS值
final static byte INS_WRITE_KEY = (byte)0xD4; //写入密钥命令的INS值
final static byte INS_WRITE_BIN = (byte)0xD6; //写入二进制命令的INS值
final static byte INS_READ_BIN = (byte)0xB0; //读取二进制文件的INS值
final static byte INS_NIIT_TRANS = (byte)0x50; //初始化圈存和初始化消费命令的INS值
final static byte INS_LOAD = (byte)0x52; //圈存命令的INS值
//－－－－－－－－－－－－－－ FILE TYPE Byte ---------------
final static byte KEY_FILE = (byte)0x3F; //密钥文件的文件类型
final static byte CARD_FILE = (byte)0x38; //应用基本文件的文件类型
final static byte PERSON_FILE = (byte)0x39; //持卡人基本文件 的文件类型
final static byte EP_FILE = (byte)0x2F; //电子钱包文件的文件类型
//------------------------ SW ---------------------
final static short SW_LOAD_FULL = (short)0x9501; //圈存超额
}
condef.java文件里面定义了一些ins值常量，还有就是如果是要创建文件，那要创建的是什么文件呢，通过pdata的第一位判断，也就是pdata[0]：
所以condef.java里面也定义了这部分文件类型的常量。
既然已经判断出了apdu命令是要我们创建文件，同时又判断出了要创建的是什么文件，接下来就简单了，就是直接调用几大文件数据结构的接口去创建相应的文件，同时，这里要判断一些异常的情况，也就是apdu命令有输入错误的情况，然后返回相应的异常给终端。比如：
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);
嗯，创建文件就是这么简单了，主要就是要理解文件系统里面的几大文件，同时看懂文件数据结构的几个java文件是怎么实现的。然后调用就很简单了。
最后，看看运行结果，由于终端要发送不少命令，所以可以把命令全部放到文件里面，然后直接在命令行中读取文件，然后就会在模拟器中执行文件里面的所有命令了。
首先，把命令脚本名称改一下，主要是改后缀名为jcsh：
然后运行之后再命令行中先输入:
/set-var path "文件路径（不包括文件名.jcsh）"
查找文件路径的快速方法（通用电脑小常识），查询文件属性，然后就可以看到文件所在的路径了。
输入上面那条路径命令之后，就再输入文件名（不包括后缀），比如这里是purse，然后回车就可以让模拟器执行命令脚本里面的所有命令了，注意，有时候脚本文件里面会有一些奇奇怪怪的未注释的中文字符，比如中文的空格，有很多软件开发工具都对这些非常敏感会导致执行脚本出错，我在执行脚本的时候就遇到了，解决办法是重新建一个txt文件，然后改下文件名，把脚本命令复制进来。
命令脚本内容：
运行结果：
可以看到都是No Error.也就把四大文件都给建立好了，后面的就是在文件里面进行添加密钥等等的操作了，这是后面学习篇的内容。值得注意的是，每次重新运行的时候，模拟器不会保存你之前创建的文件，毕竟只是个模拟器嘛。所以除非一直运行着保留着上面创建文件的状态，否则重新运行后应当重新建立文件。