CN102053917A - 一种降低内存占用的智能卡及其处理指令的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低内存占用的智能卡及其处理指令的方法，该方法包括：接收服务器发送的应用协议数据单元APDU指令；确定智能卡处于忙状态，并且不属于直接处理的指令时，确定所述APDU指令是否会触发智能卡发送主动式命令的指令时，如果是，对所述APDU指令进行解析并执行；执行完所述APDU指令后，将由所述APDU指令触发生成的主动式命令缓存到智能卡的内存中。本发明在智能卡处于忙状态时，通过使用缓存向终端发送的主动式命令如PoR，替代传统缓存下行数据的方案，有效减少忙状态时缓存的大小，从而延长卡片的使用寿命和降低卡片内存的成本。

Description

一种降低内存占用的智能卡及其处理指令的方法

技术领域

本发明涉及智能卡技术领域，尤其涉及一种降低内存占用的智能卡及其处理指令的方法。

背景技术

手机中都有一张智能卡，用来进行用户身份的鉴权。早期的SIM(SubscriberIdentity Module，用户身份识别模块)卡只具备一般的鉴权功能，在智能卡加终端的结构体系中，卡片只能等待接收来自终端的命令，卡片不能主动给终端发出命令。后来出现了支持STK(SIM Tool Kit，用户识别应用发展工具)功能的主动式SIM(Proactive SIM)卡，现有标准ETSI GTS GSM 11.14中描述的“主动式SIM卡”，SIM卡可以主动要求终端为SIM卡执行某一动作。这些动作包括：显示SIM卡定义的某个字符串、发送短信、拔打电话等。

对于普通的SIM卡，终端给卡片发送一条命令之后，卡片都要告诉终端这条命令的执行结果如何，执行结果包括了两部分，第一部分是状态字(StatusWord)，第二部分是卡片返回给终端的数据，其中第二部分为可选项，不是每条指令都存在的。其中状态字由两部分组成，即SW1及SW2，其中SW1描述的是指令执行的结果，SW2描述的是补充信息，例如SW1＝‘0x90’就表示指令执行成功。目前主动式SIM卡机制主要基于ISO 7816-3中描述的T＝0通讯协议，通过设置一个特殊的应答状态字(SW1＝91)，以及增加两条指令即可实现，具体描述如下：

如图1所示，卡片确定需要发送主动式命令时，在向终端发送的消息中设置状态字＝91，从而通知终端协助执行卡片中的命令；终端接收到该消息后，向卡片发送一个取数据的“Fetch”命令；卡片接到Fetch命令后，将要求终端执行的命令数据发送给终端，消息的状态字为90；终端按照这些数据的要求，进行相应的操作；终端完成相应的操作后，向卡片发送结束响应“TerminalResponse”命令，告诉卡片已执行完卡片要求执行的操作；如果卡片这个时候还有需要终端处理的命令数据，就继续向终端发送状态字为91的消息，重复上述流程；如果没有则向终端发送状态字为90的消息。

上述Fetch、Terminal Response两个特殊的命令称作主动式命令。电信卡在和网络交互的过程中会发送一种非常特殊的请求终端为卡片执行命令的主动式命令，即PoR(Proof of Reception，执行结果反馈)，这种主动式命令的发送时机是固定的：在卡片处理完所有网络下发的数据后，才会将执行结果通过PoR的方式反馈给服务器，PoR的状态字为91。

主动式命令机制极大的扩充了电信卡的功能，但这个设计也同样带来了一些新的问题。其中比较明显的一个就是Fetch与Terminal Response两条主动式命令必须成对的出现，即在卡片发送了状态字为91的指令后，在得到该指令的执行结果前，卡片不能够发起另外一个状态字为91的消息。即按照规范，在发送了一条状态字为91的指令之后，得到指令执行结果之前的这段时间，电信卡处在“忙状态”中，在忙状态中，卡片不能够发起新的主动式命令会话。

终端向卡片发送的指令称为APDU(Application Protocol Data Unit，应用协议数据单元)指令。目前终端向卡片发送的APDU指令中有些是可以引起卡片发起主动式命令会话的。上述限制引出了基于忙状态的处理流程：当卡片在接收到终端发送的APDU指令后，将会判断卡片是否处于忙状态，如果卡片处于忙状态，就将接收到的整条APDU指令缓存到内存中，然后退出，等到卡片从忙状态恢复到空闲状态后再将缓存的APDU指令读取出来进行处理，即只要卡片处于忙状态就缓存整条指令。

根据现有的规范，服务器通过终端向卡片发送的“RFM(Remote FileManagement，远程文件更新)”、“RAM(Remote Applet Management，远程应用管理)”等指令都会触发卡片发起PoR的主动式命令，而由于服务器下发的数据量可以非常大，例如，级联短信通常要求支持8条短信级联，而在个别的场景中，级联短信可以达到数十条乃至上百条。如果在忙状态下要缓存如此多的下行数据，将要消耗1k乃至10k以上的内存，可见这种处理方式缓存的数据量非常大，写内存操作次数多，即浪费卡片的内存又降低卡片的使用寿命。

发明内容

本发明实施例提供一种降低内存占用的智能卡及其处理指令的方法，用以优化智能卡的指令处理流程，降低对智能卡内存的占用和消耗，延长智能卡的寿命。

本发明提供一种降低内存占用的智能卡处理指令方法，包括：

接收服务器发送的应用协议数据单元APDU指令；

确定智能卡处于忙状态时，并且不属于直接处理的指令时，确定所述APDU指令是否会触发智能卡发送主动式命令的指令，如果是，对所述APDU指令进行解析并执行；

执行完所述APDU指令后，将由所述APDU指令触发生成的主动式命令缓存到智能卡的内存中。

本发明提供一种降低内存占用的智能卡，包括：

指令接收单元，用于接收服务器发送的应用协议数据单元APDU指令；

解析执行单元，用于确定智能卡处于忙状态时，并且不属于直接处理的指令时，确定所述APDU指令是否会触发智能卡发送主动式命令的指令，如果是，对所述APDU指令进行解析并执行；

缓存单元，用于执行完所述APDU指令后，将由所述APDU指令触发生成的主动式命令缓存到智能卡的内存中。

利用本发明提供的降低内存占用的智能卡及其处理指令的方法，具有以下有益效果：在智能卡处于忙状态时，通过使用缓存向终端发送的主动式命令如PoR，替代传统缓存下行数据的方案，可以有效减少忙状态时缓存的大小，从而延长卡片的使用寿命和降低卡片内存的成本。

附图说明

图1为现有的主动式SIM的指令处理过程流程图；

图2为本发明实施例中降低内存占用的智能卡处理指令的方法流程图；

图3为本发明实施例中结合应用场景给出的降低内存占用的智能卡处理指令的方法流程图；

图4为本发明实施例中降低内存占用的智能卡结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提供的降低内存占用的智能卡及其处理指令的方法进行更详细地说明。

针对类似“SMS-PP download事件”(即点对点数据短信事件)等需要和网络进行交互的事件，智能卡除了需要通过终端从网络端接收大量的数据外，还需要在执行完成后通过终端向网络端发送执行结果，因此上述事件能够触发智能卡发送请求终端为其执行命令的主动式命令即PoR(Proof of Reception，执行结果反馈)。

智能卡接收到终端发送的APDU指令时，如果确定之前向终端发起过请求终端来执行卡片中命令的主动式命令，且还没结束时，确定智能卡处于忙状态。而基于ETSI 11.14中的描述，卡片在处于忙状态时，是无法再发送另外一条主动式命令的，即在忙状态时卡片是无法发送PoR的，基于现有的处理机制，在这种情况下，为了避免触发卡片发送主动式命令，卡片需要将网络通过终端发送的下行数据进行缓存，由于网络下发的指令往往数据量都比较大，就直接导致忙状态缓存所消耗的内存变的很大。而为了减少这种情况下由于需要缓存网络通过终端发送的下行数据导致的内存消耗，本发明提供了一种降低内存占用的智能卡处理指令的方法，如图2所示，包括：

步骤S201，接收服务器发送的应用协议数据单元APDU指令；

智能卡不能与服务器直接进行交互，如果服务器向智能卡发送指令，是通过终端发送的，终端向智能卡发送的指令称为APDU指令。优选地，本发明实施例中智能卡接收的APDU指令既可以是终端本身生成发送的。

步骤S202，确定智能卡处于忙状态，并且不属于直接处理的指令时，确定所述APDU指令是否会触发智能卡发送主动式命令的指令，如果是，对所述APDU指令进行解析并执行；

根据现有的规范，终端向智能卡发送的某些APDU指令是能够触发智能卡发送主动式命令的。如有些服务器和智能卡交互的事件，需要智能卡返回执行结果，因此会触发主动式命令PoR。当然，也可以是其它形式的主动式命令。智能卡在忙状态时接收的APDU指令有些可以直接处理，而有些不可以直接处理，对于不能直接处理的APDU指令，本实施例进一步判断其是否会触发智能卡发送主动式命令，如果是，对于此类APDU指令，改变现有对此类APDU指令的处理流程，不会对其进行缓存而是直接进行解析并执行。

步骤S203，执行完所述APDU指令后，将由所述APDU指令触发生成的主动式命令缓存到智能卡的内存中。

本发明在智能卡处于忙状态接收到会触发智能卡发送主动式命令的APDU指令时，会直接解析并执行这些指令，并会将由所述APDU指令触发生成的主动式命令进行缓存，代替了传统的会将APDU指令进行缓存。一般来讲，主动式命令需要的数据量在一百字节至几百个字节不等，小于缓存接收的APDU指令的数据量，尤其对于智能卡和服务器交互时要求智能卡返回执行结果的事件，由于服务器下发的数据量可以非常大，例如，级联短信通常要求支持8条短信级联，而在个别的场景中，级联短信可以达到数十条乃至上百条。如果在忙状态下要缓存如此多的下行数据，将要消耗1k乃至10k以上的内存。而如果采用缓存PoR的设计，一般来讲，PoR需要的数据量在一百字节至几百个字节不等，大大降低了对智能卡的内存占用，延长了智能卡的使用寿命且降低了成本。

优选地，还包括步骤204，待智能卡从忙状态恢复到空闲状态时，将缓存的主动式命令发给终端。在所述服务器分多个批次下发APDU指令所包括的下行数据时，还包括：待收集齐APDU指令的所有下行数据后，对所述APDU指令进行智能卡操作系统COS预处理。之后再执行步骤S203和步骤S204。

智能卡从芯片的IO口接收到的服务器通过终端发送的APDU指令为模拟信号，COS预处理主要是指以下处理：

首先要经过智能卡操作系统COS的硬件接口层将芯片的IO口接收到的模拟信号转化成数字信号，进而传送给上层程序。在向上层传输的过程中根据智能卡的不同设计，可能需要经过一个或多个模块的处理例如对指令进行校验的指令校验模块等。

优选地，步骤S201中，接收到服务器发送的APDU指令时，如果智能卡未处于忙状态即处于空闲状态，按正常流程处理：对所述APDU指令进行解析并执行；在执行完所述APDU指令后，若有主动式命令生成，则将生成的主动式命令发送给终端。

优选地，如果接收到服务器发送的APDU指令时，确定智能卡当前处于忙状态时，但该APDU指令是可以直接处理的指令，如不是触发智能卡发送主动式命令的指令时，按正常流程处理：对所述APDU指令进行解析并执行。

本发明提供的降低内存占用的智能卡处理指令的方法，执行完所述APDU指令，确定智能卡处于忙状态时，将由所述APDU指令触发生成的主动式命令缓存到智能卡的内存中。在每次忙状态结束时，可以判断内存中是否缓存有主动式命令，如果有，再将其中缓存的主动式命令发送给终端。本发明提供的方法适于智能卡与服务器交互时需发送PoR的场景，具体地，所述智能卡接收的APDU指令为服务器通过终端发送的远程文件更新RFM指令或远程应用管理RAM，根据现有规范，上述两个指令都会触发智能卡发送主动式命令PoR。终端接收到主动式命令对应的状态字时，向智能卡发送Fetch命令，智能卡将执行结果数据发送给终端，终端将执行结果数据发送给服务器，返回结束响应Terminal Response。

下面给出服务器通过终端与卡片交互时，本发明方法的具体流程，如图3所示，包括以下步骤：

步骤S301，接收服务器通过终端发送的APDU指令，进行智能卡操作系统COS(Chip Operating System)预处理，以能够成功解析从服务器接收到的APDU指令；

本步骤结束的前提是收齐APDU指令的所有的下行数据。由于类似短信、BIP等下行方式都存在级联的可能性，即同一个批次的APDU指令分成几次发送到卡片上，所以整个流程的起始条件是卡片已经收齐了所有的下行数据，并且完成了相关的COS预处理。

步骤S302，判断智能卡是否处于忙状态，若是，执行步骤S303，若否，进行正常处理1；

如果智能卡之前向终端发送了请求终端为智能卡执行命令的请求，在未收到终端返回的结束响应Terminal Response时，确定智能卡出忙状态，如果收到终端返回的结束响应Terminal Response，确定结束忙状态即处于空闲状态。

这里的正常处理1指的是在非忙状态时，卡片可以正常处理收到的APDU指令，也就是进行APDU指令的解析及执行。

步骤S303，在APDU指令不属于直接处理的指令时，判断APDU指令是否为触发智能卡发送主动式命令的指令，即判断是否为PoR相关命令，若是，执行步骤S304，若否，进行正常处理2；

判断是否是PoR相关命令，这里的判断需要基于不同的应用规范来进行详细配置，可以参考应用规范来进行设置。通常建议将“远程文件管理--RFM”、“远程应用管理--RAM”等指令设置为PoR相关的命令。通常来讲这类指令下行的数据量都非常大，而且大部分要求在执行成功后发送PoR反馈给服务器，而且通常PoR的数据量都非常小，非常适合应用本方案。

因此智能卡能够根据接收的APDU指令的相应标志位确定出是否会触发PoR的反馈，上述标志位时根据现有规范配置好的。

在忙状态时，不能够重入的指令是需要缓存的，这里的正常处理2就是指的按照传统方案将收到的APDU指令进行缓存。

步骤S304，对接收的APDU指令(也称下行数据)进行解析和执行，如对于远程文件更新-RFM，则会利用接收的下行数据实现文件的更新，对于远程应用管理-RAM，会利用接收的下行数据实现相应管理等；

下行数据解析及执行，包含了传输协议的解析、解密、完整性校验等内容，在验证完下行数据的合法性后，就开始执行下行数据中包含的命令。本步骤完成后，下行的命令就已经全部处理完成了，此时会生成主动式命令PoR。

步骤S305，执行完APDU指令时，判断智能卡当前是否处于忙状态，若是，执行步骤S306，否则进行正常处理3；

正常处理3，即如果要发送PoR，就可以正常发送。

步骤S306，在智能卡的内存中缓存主动式命令PoR；

当下行数据中包含的命令执行完成后，如果需要向服务器发送主动式命令PoR，卡片先按照正常流程将发送给终端的上行数据进行加密、校验、封装等操作，完成后得到完整的主动式命令，将完整的主动式命令缓存在智能卡的内存中。如表1所示，本实施例智能卡内缓存的数据格式包括：内存中缓存的主动式命令的个数及后面依次保存的每个主动式命令的长度及内容。

表1智能卡内存中缓存的数据格式

数据结构也可以简述成：命令个数+长度1+内容1+长度2+内容2.。。。。。依此类推。通过对比可以看出，本方案缓存的是执行完成后要发送给服务器的PoR，而传统方案缓存的是从服务器收到的数据。由于服务器下发的数据量可以非常大，例如，级联短信通常要求支持8条短信级联，而在个别的场景中，级联短信可以达到数十条乃至上百条。如果在忙状态下要缓存如此多的下行数据，将要消耗1k乃至10k以上的内存。而如果采用缓存PoR的设计，一般来讲，PoR需要的数据量在一百字节至几百个字节不等。由此可以看到，使用缓存PoR加重入配置的方案可以在不影响功能的前提下减少内存占用。

步骤S307，待智能卡从忙状态恢复到空闲状态时，将缓存的主动式命令PoR发给终端，结束。

本发明还提供一种降低内存占用的智能卡，如图4所示，包括：指令接收单元401，用于接收服务器发送的应用协议数据单元APDU指令；解析执行单元402，用于确定智能卡处于忙状态时，并且不属于直接处理的指令时，确定所述APDU指令是否会触发智能卡发送主动式命令的指令，如果是，对所述APDU指令进行解析并执行；缓存单元403，用于执行完所述APDU指令后，将由所述APDU指令触发生成的主动式命令缓存到智能卡的内存中。

优选地，该智能卡还包括：延迟发送单元404，用于待智能卡从忙状态恢复到空闲状态时，将缓存的主动式命令发给终端。

本实施例，所述智能卡还包括：预处理单元405，用于待收集齐APDU指令的所有下行数据后，对所述APDU指令进行智能卡操作系统COS预处理。

优选地，指令接收单元401所接收的APDU指令具体为服务器通过终端发送的远程文件更新RFM指令或远程应用管理RAM。缓存单元403在智能卡的内存中缓存的信息包括：内存中缓存的主动式命令的个数及后面依次保存的每个主动式命令的长度及内容。

本发明提供的降低内存占用的智能卡，通过使用缓存PoR替代缓存下行数据的方案，可以有效减少忙状态时缓存的大小，从而减低卡片内存的成本。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种降低内存占用的智能卡处理指令方法，其特征在于，包括：

接收服务器发送的应用协议数据单元APDU指令；

确定智能卡处于忙状态时，并且不属于直接处理的指令时，确定所述APDU指令是否会触发智能卡发送主动式命令的指令，如果是，对所述APDU指令进行解析并执行；

执行完所述APDU指令后，将由所述APDU指令触发生成的主动式命令缓存到智能卡的内存中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

待智能卡从忙状态恢复到空闲状态时，将缓存的主动式命令发给终端。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述确定智能卡处于忙状态步骤之前，还包括：

待收集齐APDU指令的所有下行数据后，对所述APDU指令进行智能卡操作系统COS预处理。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述智能卡接收的APDU指令为服务器通过终端发送的远程文件更新RFM指令或远程应用管理RAM。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述智能卡内存中缓存的信息包括：内存中缓存的主动式命令的个数及后面依次保存的每个主动式命令的长度及内容。

6.一种降低内存占用的智能卡，其特征在于，包括：

指令接收单元，用于接收服务器发送的应用协议数据单元APDU指令；

解析执行单元，用于确定智能卡处于忙状态时，并且不属于直接处理的指令时，确定所述APDU指令是否会触发智能卡发送主动式命令的指令，如果是，对所述APDU指令进行解析并执行；

缓存单元，用于执行完所述APDU指令后，将由所述APDU指令触发生成的主动式命令缓存到智能卡的内存中。

7.如权利要求6所述的智能卡，其特征在于，还包括：

延迟发送单元，用于待智能卡从忙状态恢复到空闲状态时，将缓存的主动式命令发给终端。

8.如权利要求6或7所述的智能卡，其特征在于，所述智能卡还包括：

预处理单元，用于待收集齐APDU指令的所有下行数据后，对所述APDU指令进行智能卡操作系统COS预处理。

9.如权利要求6或7所述的智能卡，其特征在于，所述指令接收单元所接收的APDU指令具体为服务器通过终端发送的远程文件更新RFM指令或远程应用管理RAM。

10.如权利要求6或7所述的智能卡，其特征在于，所述缓存单元在智能卡的内存中缓存的信息包括：内存中缓存的主动式命令的个数及后面依次保存的每个主动式命令的长度及内容。

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