CN101089877A - 一种基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法，该方法包括如下步骤：首先在存储卡的闪存中增加功能模块管理程序和功能模块地址链表；功能模块地址链表中的每一数据项包含各个智能卡功能模块的身份识别序号、存储空间首/末地址；当用户需要使用某种智能卡功能时，终端通过功能模块管理程序读取功能模块地址链表检查存储卡中是否已经注册该智能卡功能模块；如果已经注册，则终端通过功能模块管理程序选定该智能卡功能模块，然后将存储卡与专属终端相连接，专属终端通过功能模块管理程序读取功能模块地址链表调用该智能卡功能模块、激活该智能卡功能。本发明扩充了智能卡的功能和用途，提高了使用的安全性和灵活性。

Description

一种基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法

技术领域

本发明涉及一种数据存储卡，尤其涉及一种基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法。

背景技术

随着智能卡技术的不断发展，在人们的工作和生活中它的作用愈发显得重要、不可或缺，但也由此引发了以下问题：

1.智能卡的应用场景在飞速发展，同时用户个人持卡的种类和数量也在不断增多。如从大的种类上分，有SIM卡、银行卡、交通卡、医保卡……；就以某一类卡，如银行卡，目前国有的几大银行卡仍未实现真正意思上的“一卡通”。如需新增一类应用，一般还需要新增一个物理上的IC卡或磁卡。这种个人持卡数量的快速增多给持卡人在携带、保管、应用上都带来极大的不便。

2.智能卡功能的动态集成问题。随着个人的工作生活迁移及商务、贸易、旅游活动的范围扩大、频繁，需要智能卡具有很好的扩充和集成能力。智能卡的应用固件可以很方便地加载和卸载，若智能卡内可以集成多个应用功能模块，并且可以根据需要加载与卸载，将更能发挥智能卡的作用同时为以后的应用做准备，因为网络时代所有工作与生活节奏都在加快，许多现在未知的应用如果将来要增加和使用，若用现在的智能卡的一次性加载模式则很难适应。

3.对智能卡的集中辅助管理，安全防范非法使用，保障持卡人和商户的合法权益。随着智能卡应用领域的增多，对智能卡进行智能化的统一管理变得极为重要；同时，智能卡的增多及读写卡器的增多，无论对消费者还是商家的安全威胁也在增大，世界范围内的信用卡犯罪时常发生。

现有的智能卡，绝大多数只是在单用户智能卡设计上的技术改进和技术上的提高。国内使用的“一卡通”，如校园一卡通，只着重在一个组织范围内的通用，未能做到开放的、功能集成的一卡通。同时这些智能卡容量普遍很小，以SIM卡为例，SIM卡的存储容量有3kB、8kB、16kB、32kB、64kB等。随着手机在日常生活中体现出越来越重要的作用，用户对SIM卡容量的需求也越来越大，128k甚至256k的SIM卡已经开始走向市场。可是这对一些用户来说，SIM卡容量还是远远不够的。其他智能卡的容量也是很有限的，难以实现功能可动态集成的多种智能卡，因而也难以实现多种智能卡的智能化统一管理。

传统磁卡上只有一个磁条，磁条中通过磁道存储数据，由于磁条的容量有限，该磁卡实现的功能比较单一。现有技术通过在智能卡上增加磁条和功能选择按钮实现功能的扩充和不同功能的选择。该技术利用磁条和按钮的实现方式有以下几点：

1.在智能卡的正面与反面上分别增加多条水平方向与竖直方向的磁条，从而可利用磁条本身的功能实现信用卡、借记卡等不同应用；

2.在智能卡上增加功能选择按钮，不同的按钮对应不同的功能，按下按钮时选择相应的功能；

3.智能卡上内存被划分为许多不连续的块，每个块中包含有一定的信息与识别码。当某一功能选择按钮被按下，智能卡微处理器接收到功能选择按钮发送的选择信息。之后的一段时间里微处理器依次读取每个内存块中的信息和识别码，从而能根据功能选择按钮发送的选择信息匹配到相应的功能。

但是，该技术由于采用了磁条技术，所以必然具有磁条技术的缺点，具体有以下几点：

1.存储的数据非常容易修改，用一个标准的读/写装置来改变记录在磁条上的数据是比较容易的，而在事后要证明数据已经被修改却相当困难；

2.智能卡常常被用于自动化设备上(ATM)，其间很难进行可视检查。一旦罪犯获取了有效的卡数据就很容易在那些无人值守的机器上，不用伪造其可见的保密标记就能任意使用复制该智能卡；

3.智能卡磁条的使用寿命很短，而且容易被磁性介质消磁；

4.智能卡上的按钮容易导致误操作，引发不便。

5.智能卡支持的功能一经设计好之后不能再改变。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题是提供一种基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法，该方法能够实现智能卡不同功能的动态集成，扩充了智能卡的功能和用途，提高了使用的安全性。

本发明具体是这样实现的：

一种基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法，该方法包括如下步骤：首先在存储卡的闪存中增加功能模块管理程序和功能模块地址链表；功能模块地址链表中的每一数据项包含各个智能卡功能模块的身份识别序号、存储空间首/末地址；当用户需要使用某种智能卡功能时，终端通过功能模块管理程序读取功能模块地址链表检查存储卡中是否已经注册该智能卡功能模块；如果已经注册，则终端通过功能模块管理程序选定该智能卡功能模块，然后将存储卡与专属终端相连接，专属终端通过功能模块管理程序读取功能模块地址链表调用该智能卡功能模块、激活该智能卡功能。

按上述方案，在存储卡的闪存中从‘0’地址开始，划分一段空间，用于存放功能模块管理程序和功能模块地址链表。

按上述方案，终端通过功能模块管理程序选定智能卡功能模块包括如下步骤：终端根据与存储卡间的通信协议向功能模块管理程序发送一个报文，报文包含欲选定的智能卡功能模块的身份识别序号；功能模块管理程序通过对该报文的解释，从功能模块地址链表中查找到该智能卡功能模块的起始地址，然后跳转到存储卡内存区域的该地址处等待与欲调用该智能卡功能模块的专属终端交互。

按上述方案，如果存储卡中尚未注册欲调用的智能卡功能模块，则本方法还包括如下步骤：功能模块管理程序按存储空间需求动态在存储卡内存区域为该智能卡功能模块划分一块存储空间；存储卡与专属终端相连接，专属终端将该智能卡功能模块烧写至存储卡划分好的存储空间上；功能模块管理程序为该智能卡功能模块在功能模块地址链表中注册并分配一个身份识别序号。

按上述方案，所述功能模块管理程序为智能卡功能模块划分存储空间的方法是：以最后一个已注册的智能卡功能模块地址段的末地址为起始地址，通过欲加载的智能卡功能模块存储空间需求为其指定末地址。

按上述方案，智能卡功能模块加载成功后，功能模块管理程序将新模块的身份识别序号发送给专属终端，通知用户智能卡功能模块安装成功。

按上述方案，如果不再使用存储卡中某一智能卡功能模块，则本方法还包括如下步骤：存储卡与专属终端相连接，专属终端通过功能模块管理程序读取功能模块地址链表，找到该智能卡功能模块；专属终端将该智能卡功能模块从存储卡内存区域中擦除；功能模块管理程序在功能模块地址链表中删除该智能卡功能模块的身份识别序号、注销该功能模块，回收存储卡内存空间。

按上述方案，功能模块管理程序还执行维护功能模块地址链表的功能。

按上述方案，存储卡上各种智能卡功能模块所存放的内存区域之间是独立的，不能相互访问。

按上述方案，存储卡在使用过程中，一次只能调用一种智能卡功能模块。

按上述方案，存储卡上存放的智能卡功能模块通过软、硬件方式进行加密保护。

由于采用了上述处理步骤，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明采用了一种基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法，利用该方法可以很好地解决智能卡存储容量小、功能单一的缺点，存储卡将不仅仅提供存储功能，同时可将多种智能卡功能动态集于一身，极大地提高了存储卡的使用率和卡自身的价值。

本发明同智能卡的磁条技术相比可以防止卡内数据未经授权的存取和篡改，由于本发明具备存储卡的软、硬件加密方式，从而提高了使用的安全性；由于内存可以动态分配，使用户可以根据需求安排不同功能模块的存储量，而功能模块不是固定的，可由专属终端装载至存储卡或从存储卡上卸载，充分体现了本发明的灵活性，使存储卡的应用范围更加广泛。

附图说明

图1为本发明的功能结构框图；

图2是本发明作为银行卡使用的一个具体实施例的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施过程作进一步的说明：

本发明的设计构思：本发明为了更好地解决现有技术中存在的技术问题和缺点，提出了一种基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法。由于存储卡制造工艺的不断发展使得存储卡容量一再提高(如今市场上已有了4G容量的存储卡)，因此以存储卡的大容量为保障，将多种智能卡功能以模块形式加载至存储卡中，同时根据每个功能模块的需求为其动态划分存储空间。用户可选择性地在专属终端上加载、调用某一功能模块，并且在使用完某一功能模块后可以在专属终端上将其卸载，回收内存空间。

为了实现上述设计构思，本发明包含下列技术要点：

1.首先在存储卡上增加功能模块管理程序和功能模块地址链表。如图1所示，在存储卡的Flash(闪存)中从‘0’地址开始，划分一段空间，用于存放该功能模块管理程序和功能模块地址链表。功能模块地址链表中的每一数据项包含智能卡功能模块(以下简称“功能模块”)的ID(Identification，身份识别)序号、存储空间首/末地址、使用状态、使用频率、更新标志、更新时间等信息。

终端通过该功能模块管理程序管理存储卡上的功能模块，该功能模块管理程序实现如下功能：(1)读取功能模块地址链表，可以很容易的了解到哪些地址段已划分给功能模块，哪些还未划分。在未划分的地址空间中为欲加载的功能模块动态划分存储空间：方法是以最后一个已注册的功能模块地址段的末地址为起始地址，通过欲加载的功能模块存储空间需求为其指定末地址；(2)为新加载的功能模块在功能模块地址链表中注册、分配ID序号；(3)为需卸载的功能模块在功能模块地址链表中注销、删除ID序号；(4)维护存储卡功能模块地址链表。存储卡上电初始化后，功能模块管理程序首先对功能模块地址链表进行扫描，检查是否有缺少的数据项、是否有新增的数据项，并更新数据项的内容。功能模块管理程序在为欲加载的功能模块划分存储空间的同时，在存放功能模块地址链表的空间中申请一块单个数据项大小的内存，待功能模块加载成功后，在功能模块地址链表中添加该数据项；当功能模块管理程序卸载成功某个功能模块时，在功能模块地址链表中删除相应的数据项。

2.在调用某一功能模块之前，该存储卡为普通存储卡状态。当用户需要使用某种智能卡功能时，可先通过终端通过功能模块管理程序读取功能模块地址链表中的ID序号进行查找和选择。终端是作为存储卡的便携处理设备(例如手机、PDA、PocketPC等手持移动设备)，旨在增强存储卡的移动处理能力。

如果该智能卡功能模块已在功能模块管理程序中注册，则终端根据与存储卡间的通信协议向功能模块管理程序发送一个报文，报文包含欲选定的功能模块ID序号及一些配置信息。功能模块管理程序通过对该报文的解释，得到将进行操作的功能模块并从功能模块地址链表中查找到该功能模块的起始地址，然后跳转到存储卡内存区域的该地址处等待与欲调用该功能模块的专属终端交互。专属终端是由某项服务的运营商或一些机构所提供，它的作用主要是提供针对该项服务的帮助(在存储卡上装载服务功能模块、激活该模块及一些后续操作)以达到方便用户的目的。例如：银行的ATM机就是一类专属终端，用户可以在银行柜台提取现金，也可以在ATM机上进行操作。用户通过终端在存储卡上选择银行卡功能模块后，将存储卡与ATM机连接，随后ATM机调用银行卡功能模块信息，根据该功能模块的程序内容(本领域的技术人员通过常规技术就可以实现，在此予以省略)进行与用户的下一步操作；

倘若该智能卡功能模块未在功能模块管理程序中注册，功能模块管理程序将按存储空间需求动态在存储卡内存区域为该功能模块划分一块独立的空闲区域，然后将存储卡与专属终端相连接，存储卡通过与专属终端间的通信协议，向专属终端发送请求。专属终端接收到请求后将功能模块数据包依据存储卡与专属终端间的通信协议烧写至存储卡内存中的已划分好的区域内，同时功能模块管理程序为该功能模块在功能模块地址链表中注册并分配一个ID序号。功能模块加载成功后，功能模块管理程序将新模块的ID序号发送给专属终端，通知用户存储卡功能模块加载成功。

3.存储卡上各种智能卡功能模块所存放的内存区域之间是独立的，不能相互访问，类似于PC中的Windows与Linux操作系统，虽然都在一个大的存储空间中，但各自划分的存储区域是独立的，在每个内存区域内的功能模块可带有自己独立的操作系统与行业标准。

4.用户使用存储卡上的某一功能模块时，首先通过功能模块管理程序选定该功能模块，然后在专属终端上或发行商处调用该功能模块、激活相关功能。例如作为银行卡使用时，应在银行柜台或ATM终端机上激活之后才能进行一些消费行为。

不再使用某一功能模块时，用户先将存储卡与专属终端相连接，专属终端根据与存储卡间的通信协议，通过功能模块管理程序读取功能模块地址链表，找到相关功能模块(具体实现方式与“调用功能模块操作”中的“查找功能模块步骤”相同，在此不予详述)；然后，等待用户下一步指示；用户向专属终端发送卸载请求后，专属终端将该功能模块从存储卡内存区域中擦除；然后，功能模块管理程序在功能模块地址链表中删除该功能模块的ID序号、注销该功能模块，回收存储卡内存空间。以上操作完成后，该存储卡恢复为普通存储卡状态。

5.存储卡在使用过程中，一次只能调用一种功能模块扮演目前相同功能的智能卡角色。这是为了保障存储卡与终端交互过程的完整性与不可中断性。倘若在调用某项功能模块处理一件重要事务的同时又调用其他功能模块，则有可能因为功能模块间的互相干扰或竞争造成对用户无法挽回的损失。

6.由于智能卡功能模块通过专属终端加载和卸载，因此功能模块的安全保密性由发行商负责维护。智能卡在银行和电信等领域经过多年的发展，已形成较为完备的安全保密体系，所有用户的信息及身份认证均可以存放在银行与电信的后台服务器上。针对这样的行业，可将功能模块设计为一个登录接口，通过登录接口进入交易平台，在这个交易平台中用户通过身份认证等交互手段调出后台服务器中的用户信息。整个过程中，存储卡上的功能模块仅起接入作用，安全保密由发行商保障。若功能模块已具备较完善的标准与规范，存储卡将为其提供内存空间以供加载扩容，不会破坏功能模块内部完整性。例如SIM卡行业标准已趋于成熟，但SIM卡上内存容量普遍很小，目前解决的方法是在手机上增加扩展槽，然后插入大容量的存储卡。早在1998年，国外就出现了使用TurboPascal编写的SIM卡模拟程序以及相应的外部接口电路。将SIM卡模拟程序加载到存储卡划分好的内存空间中，同时利用SIM卡模拟器读出物理SIM卡内数据，并以数据格式保存在同一内存空间中。通过存储卡功能模块管理程序注册后，运行模拟程序时，这些以数据格式保存的卡内数据就相当于一张张实实在在的SIM卡，但扩容后的内存容量比物理SIM卡大了若干等级。

7.存储卡上的数据通过软、硬件方式进行加密保护，以提高使用的安全性。所述软、硬件加密方式属于公知技术，本领域的技术人员不经创造性劳动就可以实现，因此，以下仅从原理上对其进行简要说明：软件方式，存储卡上各个功能模块根据自身保密数据的重要程度可选择带有不同复杂度的加密算法；硬件方式，存储卡上集成了安全逻辑、CAU(密码运算协处理器)等部件，可以控制卡内不同区域的存取特性；而且，存储卡中存储器本身也具有必要的安全密码，如果有人试图非法对其进行数据存取，存储卡将会自行毁坏，使非法者无法进行读写。

以下是本发明作为银行卡使用的一个具体实施例(如图2)：

开始时存储卡的状态为普通存储卡，当用户有使用电子钱包功能的需求时：

第一步：通过手持移动终端检查存储卡功能模块管理程序中是否已经注册电子钱包模块，若是，执行第五步；若没有，执行第二步。

第二步：将存储卡与银行专属终端相连接，专属终端询问用户是否加载电子钱包模块，若是，执行第三步；若不是，则直接退出。

第三步：利用功能模块管理程序按存储空间需求动态在存储卡内存区域为该电子钱包模块划分一块存储空间。

第四步：用户选择欲加载的电子钱包模块，银行专属终端按照与存储卡间的通信协议，通过有线或无线网络将该功能模块烧写至存储卡划分好的存储空间上；同时，在存储卡中功能模块管理程序为该功能模块在功能模块地址链表中注册并分配一个ID序号。

第五步：用户通过专属终端调用存储卡上的电子钱包模块，激活电子钱包功能。

第六步：检测是否激活成功，如果激活成功，执行第七步；如果未成功，询问用户是否需要重新激活，如果需要重新激活，执行第五步，如果不需要，则退出。

第七步：询问用户是否从银行取款，若是，执行第八步；若不是，则退出。

第八步：银行通过专属终端将一定数额电子货币存入电子钱包模块储值区中。

第九步：询问用户是否通过电子钱包消费，若是，执行第十步；若不是，则退出。

第十步：用户将存储卡与商家的专属POS(Point of Sale)机连接，由POS机读取存储卡功能模块管理程序，找到电子钱包模块后调用该功能模块。接着用户与POS机进行的一系列安全认证，在认证通过之后POS机从电子钱包模块储值区中扣除购买商品的金额。

第十一步：检测是否消费成功，如果消费成功，执行第十二步；如果未成功，询问用户是否需要重新消费，如果需要重新消费，执行第十步，如果不需要，则退出。

第十二步：询问用户在使用完毕后是否希望卸载电子钱包功能模块，若是，执行第十三步；若不是，则直接结束。

第十三步：将存储卡与银行专属终端相连接，银行专属终端通过存储卡中的功能模块管理程序找到电子钱包模块，银行专属终端与用户交互后，将电子钱包模块从存储卡内存区域中擦除；然后，功能模块管理程序在功能模块地址链表中删除电子钱包模块的ID序号、注销该功能模块，回收存储卡内存空间。以上操作完成后，该存储卡恢复为普通存储卡状态，等待加载其他模块。

至此，一个完整的存储卡电子钱包交易活动便结束了。

Claims (11)

1、一种基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法，该方法包括如下步骤：

首先在存储卡的闪存中增加功能模块管理程序和功能模块地址链表；功能模块地址链表中的每一数据项包含各个智能卡功能模块的身份识别序号、存储空间首/末地址；

当用户需要使用某种智能卡功能时，终端通过功能模块管理程序读取功能模块地址链表检查存储卡中是否已经注册该智能卡功能模块；

如果已经注册，则终端通过功能模块管理程序选定该智能卡功能模块，然后将存储卡与专属终端相连接，专属终端通过功能模块管理程序读取功能模块地址链表调用该智能卡功能模块、激活该智能卡功能。

2、如权利要求1所述的基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法，其特征在于，在存储卡的闪存中从‘0’地址开始，划分一段空间，用于存放功能模块管理程序和功能模块地址链表。

3、如权利要求1或2所述的基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法，其特征在于，终端通过功能模块管理程序选定智能卡功能模块包括如下步骤：

终端根据与存储卡间的通信协议向功能模块管理程序发送一个报文，报文包含欲选定的智能卡功能模块的身份识别序号；

功能模块管理程序通过对该报文的解释，从功能模块地址链表中查找到该智能卡功能模块的起始地址，然后跳转到存储卡内存区域的该地址处等待与欲调用该智能卡功能模块的专属终端交互。

4、如权利要求1或2所述的基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法，其特征在于，如果存储卡中尚未注册欲调用的智能卡功能模块，则本方法还包括如下步骤：

功能模块管理程序按存储空间需求动态在存储卡内存区域为该智能卡功能模块划分一块存储空间；

存储卡与专属终端相连接，专属终端将该智能卡功能模块烧写至存储卡划分好的存储空间上；

功能模块管理程序为该智能卡功能模块在功能模块地址链表中注册并分配一个身份识别序号。

5、如权利要求4所述的基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法，其特征在于，所述功能模块管理程序为智能卡功能模块划分存储空间的方法是：以最后一个已注册的智能卡功能模块地址段的末地址为起始地址，通过欲加载的智能卡功能模块存储空间需求为其指定末地址。

6、如权利要求4所述的基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法，其特征在于，智能卡功能模块加载成功后，功能模块管理程序将新模块的身份识别序号发送给专属终端，通知用户智能卡功能模块安装成功。

7、如权利要求1或2所述的基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法，其特征在于，如果不再使用存储卡中某一智能卡功能模块，则本方法还包括如下步骤：

存储卡与专属终端相连接，专属终端通过功能模块管理程序读取功能模块地址链表，找到该智能卡功能模块；

专属终端将该智能卡功能模块从存储卡内存区域中擦除；

功能模块管理程序在功能模块地址链表中删除该智能卡功能模块的身份识别序号、注销该功能模块，回收存储卡内存空间。

8、如权利要求1或2所述的基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法，其特征在于，功能模块管理程序还执行维护功能模块地址链表的功能。

9、如权利要求1或2或5或6所述的基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法，其特征在于，存储卡上各种智能卡功能模块所存放的内存区域之间是独立的，不能相互访问。

10、如权利要求1或2或5或6所述的基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法，其特征在于，存储卡在使用过程中，一次只能调用一种智能卡功能模块。

11、如权利要求1或2或5或6所述的基于存储卡动态聚集多种智能卡功能模块的方法，其特征在于，存储卡上存放的智能卡功能模块通过软、硬件方式进行加密保护。

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