TW463107B - Extended card file system - Google Patents

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4 63 1 0 7 a? __ _ B7 五、發明說明（1 ) 1.發明背景 1 . 1發明領域 本發明係有關電子資料載體檔案系統。更具體而言，本 發明係有關用於小型手持式資料載體（尤其是智慧型晶片 卡）之檔案系統。 1^2習用技術之説明及缺點 由於智慧型晶片卡（SmartCard)在使用上及接受度上的增 加、以及智慧型.晶片卡可應用於許多同的用途，代表了 ^ 門新技術領域漸增的重要性。 此類應用需要能夠將資料儲存在媒體上，使未來某—時 點可擷取這些資料。在正常的情況下，這些應用使用執行 該應用程式的作業系統所提供之檔案介面。作業系統利用 檔案系統將資料儲存在硬體上，並保持資料的及一致性。 因爲任何作業系統原本並不支援智慧型晶片卡，所以該機 制揉法用於智慧型晶片卡起動的應用程式。智慧型晶片卡 具有用來執行晶片卡功能的靜態檔案系統，亦即必須在發 ^ 一智慧型晶片卡時即形成該晶片卡上所儲存的資料。動 態樓案分配因而是不可能的，或是非常難以完成的。 此外，ISO 7816智慧型晶片卡檔案系統並不支援動態檔 案大小。 爲每一資料物件產生一個供儲存的新資料檔案將是一種 揲政率的儲存資料之方式，這是因爲檔案系統在資源上的 虛耗將減少晶片卡的未使用空間及效能。將一基礎檔案中 的多個資料物件儲存在晶片卡時，將減少檔案標頭（header) -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事填寫本頁) 裝 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

A7 B7____ 五、發明說明（2) 的資源虛耗，但是無效率地存取各資料物件的這一問題仍 然存在。若保留預定長度的記錄，將浪費晶片卡上的檔案 系統空間。 只能以重新設定晶片卡起始狀況的方式執行檔案大小的 改變’但疋只有在尚未完成晶片卡時（亦即在將晶片卡配 送給最終使用者之前），才能執行上述的改變。由於安全 上的考慮，發出處於開放狀態（亦即尚未完成狀態）的晶片 卡是無法被接受的。此外，邏輯檔案名稱無法定址到樓 案’而是須以檔案識別碼定址到檔案。此種方式需要更多 的努力，且無助於迅速作出晶片卡原型的努力。 此外，在一智慧型晶片卡中實施一動態檔案系統時，將 產生一些新的問題，這是因爲現有的檔案系統通常只取決 於諸如預先分配的目錄、叢集模型、分配位元對映關係等 因素。因爲記憶體必然被限制在智慧型晶片卡之内，所以 必然存在有諸如未預期到的晶片卡取出、檔案的分割、及 晶片卡差異性等的特殊問題’因而需要開發一種用於智慧 型晶片卡的新檔案系統。 1 . 3 發明夕r沾 因此’本發明之主要目的在於提供一種更有彈性的改良 式檔案系統。 本發明之另一目的在於提供符合IS〇 78丨6智慧型晶片卡 檔案系統標準的此種系統。 本發明之又一目的在於提供可將未使用的晶片卡記憶體 空間利用到最大限度之此種檔案系統。 也 - -----I I I ,----- · I I (請先閱讀背面之注意事填寫本頁) « 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5-

463 1 Ο 7 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3 ) 本發明之又一目的在於改良此種晶片卡的資料安全性及 一致性。 2 .本發明之概述及優點 申請專利範圍第1項所揭示的一樓案系統達到了該主要 目的。 所揭示各附屬權項或獨立權項所述及的各項特徵達到了 本發明本發明的其他各目的。各別附屬權項中述及了本發 明的進一步優越性配置及實施例。 延伸智慧型晶片卡檔案系統（Extended SmartCard file syetem)係常駐於智慧型晶片卡的IS0檔案系統内的一單階 檔案中。 利用其中包含諸如檔案系統大小、擁有者資訊、及鑰匙 (key)欄位等使用者資訊之一第二檔案來動態設定檔案系統 驅動程式之組態。然而，如果係以靜態方式設定該檔案系 統驅動程式之起始狀態，則可省略該第二檔案。 與對習用技術的説明中所述及的方法比較時，具有申請 專利範圍第1項所述特徵的本發明之巢狀檔案系統之優點 在於：可完全動態地存取及編輯各檔案，而不會影響到下 層的ISO檔案配置，亦即不會影響到外層檔案系統的外層 固定結構。 在本發明的一較佳實施例中，亦即在申請專利範圍第9 項所述的資料管理方法中，係以一種交易導向式托付觀念 獲致資料完整性及一致性。 此外，完全維持了下層智慧型晶片卡中與資料保護有關 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇 X 2自7公釐） ------一--------裝--------訂 ---------線 4 ny 二 C請先閱讀背面之注音？事^尺填寫本頁) ，.、 4β3|〇7 Α7 五、發明說明（4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 勺斤有安王機制，並因在資料管理中提供了兩個不同的目 而在电源喪失或未預期的晶片卡取出的情形中強化了 這些安全機制。 ' 此外資料儲存裝置支援使用者可讀取的擋案名稱及分 割式㈣分配’ JL可以大區段之方式儲存資料，而且該樓 案系統設有一整合功能。 此外，並支援資料壓縮及解壓縮。 3 ·附圖饈沭 _係以舉例方式説明本發明’且本發明並不限於各附圖所 示之外形，這些附圖有： 圖1疋根據本發明的一檔案系綠較佳實施例的整體結構 及組織之示意圖，圖中示出整體系統的第一列、及 示出各別上方列的放大部分之下方各列；以及 圖2是π出在不同的時間上增加資料儲存之示意圖，其 中每一列對應於一特定時間。 1.較佳實施例爻额明 請參閱各圖示，尤其請參閲圖i，現在將詳述根據本發 明的一檔案系統（8)較佳實施例之整體結構及組織。在該 的上方列中，示出整體系統，且在每一上方列的下方列 出各別上方列之放大部分。 整體檔案系統（8)具有兩個外層檔案（1〇)、（12)，以便符 合ISO 7816的規定。整體的墙案系統大小因而是固定的。付 第二檔案（10)是一個比第一檔案（12)小的擋案，且包含與 整體檔案系統、擁有者資訊、及一鑰匙欄位有關的資訊。 圖 C/ (請先閱讀背面之注意事π,ν、填寫本頁) 裝 訂· 捧！ ....- -7- 46310? A7 B7 五、發明說明（5 ) ------ I .1--.--I----- (請先閱讀背面之注意事Cj填寫本頁) 第一檔案（12)包含：在一第一部分（η)中的目綠資訊，該 第一部分（14)開始於第一檔案（12)的前端（15)，並以一線 (17)劃定界限；以及一第二部分（16)中之使用者資料（21)， 該第二部分（16)係介於後端（19)與一線（2〇)之間。在以上這 兩個部分之間的是一第一未使用空間（18)，基本上可以使 用者資料（21)寫入該第一未使用空間（18)，且目綠資訊也 可使用一個小範園的該第一未使用空間（丨8)。 將該使用者資料（21)視爲通常包含對應用該智慧型晶片 卡的業務流程極爲重要的資訊，例如，在—病人的醫療保 險智慧型晶片卡的情形中，該使用者資料可能是反映該病 人在某些特定疾病上的病歷等的資料。 在本較佳實施例中，係在第一部分（14)内的兩個不同的 位置（22)及（24)上對目錄資訊作雙重的維護。將在下文中 參本發明的儲存方法而.詳述上述的情形。 因此，可將第一檔案（12)的基本配置總結如下： “<目錄1><較小未使用的空間>< 目綠2><較大未使用的 空間 ><檔案資料>” 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 特意使檔案系統的配置極爲簡單。將兩個目綠置於檔案 空間的開始處，且使用者資料添加到結尾處。此種簡單性 可使低階的裝置也能存取檔案系統（8)。 如圖1的第二列所示，係根據一較佳綱要<長度><資 料><CRC>，而將所有的管理資料儲存在檔案系統⑻内。 將特疋的使用資訊儲存在一資料欄位（3〇)中，長度欄位（28) 描述資料攔位（30)的位元组長度，並保證使用資料是正確 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） 4 631 Ο 7 Α7 __Β7 五、發明說明（6 的，而且利用諸如被稱爲CRC的常用核對和等的各別循環 冗餘核對碼附加到所有重要的資訊區段之後。此種方法2 於可控制資料的存在性及正確性，而可將所讀取的資料視 爲値彳于仏賴的，執行此方法時首先找到長度攔位，然後以 該長度所提供的偏移量而推進，然後在此位置上找到—個 可保證在以上兩位置之間的空間所存資料的正確性之 CRC 〇 係根據該綱要而建立目錄攔位（22)、（24)、檔案登綠 (34)、及檔案之結構，而將於下文中説明最後兩者的結 構。 口 因此，目錄資訊（22)及（24)的基本配置如下： “目錄1 [〈長度>< 資料><CRC>]，目錄2[<長度><;資 料 ><CRC>]，’ 因此，每一目錄（22)、（24)具有一涵蓋目綠資料（3〇)的總 長度之長度指示（2 8)，該目綠資料係由複數個檔案登錄 (34)所構成。一第一 貞錯.體系在一核對和crc(32)的協助下 檢查正確性。此外，利用欄位（28)及（32)而形成一安全殼 層’用以使資料欄位（30)的資料内容與檔案系統的其餘部 分隔離。 這兩個目錄的基本功能在於提供一種保證檔案系統的一 致性之方法。當將一個新檔案加入檔案系統（8)時，首先更 新資料’然後更新兩個目綠（22)、（24)，其中係先更新目 綠（22)，然後更新目錄（24)。 係按照長度、資料、CRC等的順序而執行修改。如果在 -9- 本紙張尺度適用47國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------裝--- (請先閱讀背面之注意事>0填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 631 07 A7 ----- --—- __ B7 五、發明説明（7 ) 寫入時自讀卡機中抽出存放樓案系統⑻的晶片卡，則其 中#個目錄與#料不—致’而另—個目錄則是正確的。 第一目錄（22)的資料項開始於檔案系統中之區段零。第 二目錄（24)開始於該第—目錄之後，但係位於㈣倍數之 位置上，其中可在檔案系統驅動程式建立時決定值。 此即意指在目錄(22)之後有一個小區段的未使用空間 卩6)/由於該空間並未被使用，所以可以較快的速度執行 後續的檔案分配。當目錄（22)與目錄（24)間之第二未使用 的空間（26)不夠大時，目錄（24)將移到下一個未被使用的 2 η的倍數之位置。在此種情形中，係在更新目錄之 月5，先更新目錄（24)。如果在此作業的過程中取出晶片 卡，則仍然可修復樓案系統，這是因為或者是目錄（22) 一 致性地反映舊有狀態，或者是業已啟動目錄（24)而反映了 正確的新狀態。當目錄（22)不再有效時，或當檔案系統驅 動程式可在所有2η的倍數之位置上找到一個有效的目錄 時，即發生上述的情形。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此’樓案系統驅動程式可回復諸如在先前通訊期間發 生的錯誤目錄、重疊的檔案、檔案分割指示等的可能錯 誤’這是因為可利用前文所述的一致性管理而找到這政錯 誤，並自動修正這些錯誤。 請參閱圖1的第三及第四列，目錄（22)、（24)中的每一檔 案登錄（34)之配置係如下： “〈長度〉〈資料><CRC>”，其中資料被分成： “<名稱長度><名稱><起始區段〉〈結束區段屬性>” -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4 63 1 〇 7 A7 B7 五、發明說明（8 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該配置仍然係基於前文中爲檔案系統内的資料登錄所界 疋的基本結構。第一欄位（36)包含用來描述目錄檔案登綠 (34)的總長度之長度資訊。第二攔位（38)包含與後續攔位 (40)中的檔案名稱有關之長度資訊。因此，可以 剛之方式記錄各㈣登^ · 然後將對應於目錄檔案登錄（34)的使用者資料檔案之起 始區段及結尾區段寫入一位置襴位（42)中。 然後可在屬性欄位（44)儲存一些額外的屬性，例如爲每 一資料物件登綠而儲存的時戳、發出者等屬性。可在讀取 所選擇的檔案本身之前，先有利地將該資訊用於—預先選 擇的程序。該結構中包含的屬性欄位（44)是一可供選用 欄位。應用的設計者可決定該櫚位的用途。 最後’ -CRC櫊位（46)仍然作爲該目錄㈣登錄（34)的 尾。因此，建立了-第二偵錯體系，以便控制每 錄（34)之正確性。 & 因此，讀取並處理每-檔案登錄(34)中所存放的資料， 即可找到並讀取位於第二樓案⑽的第二部 對應檔案。 然後將再參閲圖2而詳述對未使用空間之管理。 在圖2中，示出在不同的時間上累積資料'而增加樓 系統(8)中（資料儲存，其中每_列對應於—特定時 第二樓案（10)的大小在任何時間都保持不變。如 述，目錄(22)、(24)係自晶片卡儲存空間的開始處延伸 末尾處，且所佔用的樓案空間係自末尾處延伸到開始處 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297^5*

----------I,-----壯衣 f'J.c請先閱讀背面之注意事填寫本IC 的 結 ----訂------ 定 案 所 到 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（9 ) 以樓案系統的總空間減掉所使用的檔案空間，即可計算出 晶片卡上的邏輯未使用空間（18)，其中第二目錄的位置乘 以2將得到在該計算中包含的目綠資料項之長度。驅動程 式自安裝完成後即可自動執行該計算。 如圖所示，目錄（22)、（24)具有相同的大小，且隨著時間 的流逝將減少未使用的空間（18)。目錄間的未使用的空間 (26)大到足以存放管理第二檔案（丨〇)的第二部分（丨6)中的資 料所需之檔案登綠(34)。此外，諸如因爲檔案登綠（34)的 數目相當小，所以於資料累積的過程中’並不會改變第二 檔案（10)的大小。 當一智慧型晶片卡使用者想要以一檔案登錄延伸檔案系 統時’即需要寫入一檔案。在將晶片卡安裝於晶片卡讀取. 裝置之後，檔案系統驅動程式即分配檔案空間及目錄空 間。然後該驅動程式將檔案資料寫入智慧型晶片卡。然後 驅動程式將一檔案登錄（34)添加到目錄（22)。然後該驅動 程式將相同的檔案登錄（34)添加到目錄（24)，因而所有的 寫入程序執行上述的綱要，亦即〈長度 > < 資料> < CRC>。 在前文的説明書中，已參照一特定實施例而説明了本發 明。然而，我們當了解，在不脱離最後申請專利範圍所述 的本發明之廣義精神及範圍下，尚可對本發明作出各種修 改及改變。因而應將本説明書及圖示視爲舉例，而並非對 本發明加以限制。 -12- 本紙張尺度刺中國國家標準（CNS)A4^格⑵〇 χ撕公爱了 <請先閱讀背面之注音心事D填寫本頁) 裝 訂 -养 7 ο 3 6 A7B7 五、發明說明（1〇) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

代表號 8 檔案系統 10 ID檔案（第二檔案） 12 第一檔案 14 第一位置 15 前端 16 第二部分 17 線 18 未使用的空間 19 後端 2 0 分界線 2 1 使用者資料 22 第一目錄 2 4 弟二目錄 26 較小的未使用空間 28 目錄長度指TF 30 目錄資料 3 2 CRC 3 4 目錄檔案登錄 3 6 第一長度搁位 3 8 第二長度欄位 40 名稱欄位 42 位置搁位 44 屬性欄位 46 CRC -13- ------,---.-----裝--- (請先閱讀背面之注意事*kil填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 4631〇? A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種具有固定大小的外層結構之檔案系統（8)，包含至少 一個部：¾ (12)，在該部分（12)中配置一更内層的檔案系 統，用以執行動態儲存作業。 2. 如申請專利範圍第1項之檔案系統，其中在該部分中包 含一第一檔案（12)，該第一檔案（12)包含使用者資料 (21) ，可容許根據ISO 7816檔案系統標準而進行讀取， 且該檔案系統在一第一檔案部分（14)中具有一目綠 (22) ，該目錄（22)包含若干檔案登綠（34)的一集合，而每 一樓案登錄（34)至少包含資料位置資訊（42)，用以尋找 位於一弟一樓案邵分（16)中之該使用者資料（21)。 3 ·如申請專利範圍第2項之檔案系統，進一步包含—第二 樓案（10)，該第二檔案（10)包含識別資料，用以動態地 設定樓案系統驅動程式之纽態。 4. 如申請專利範園第3項之檔案系統，其中該第—部分（14) 及該第二部分（16)係由一連續的記憶體空間所構成，該 記憶體空間具有一前端（15)及一後端（19)，且該第一部 分（14)係自該記憶體空間的該前端（15)開始，而且該第 二部分（16)係自該記憶體空間的該後端(19)開始。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5. 如申請專利範圍第4項之檔案系統，其中該使用資料 (30、34、40)係經過配置，使該等資料係與一資料長度 資訊（28、38)及一資料控制資訊（32、46)相關聯。 6. 如申請專利範圍第5項之檔案系統，其中該控制資訊 (32、46)包含核對和資訊。 7 如申請專利範圍第6項之樓案系統，進一步包含至少雨 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（21〇><297公釐）

   經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 個目錄（22、24)，而每一目綠都包本 一集合。 1匕0右干檔案登錄（34)的 8. 如申請專利範圍第7項且爲智慧 軍、u < “土叫A卡中的應用而配 置Ik案系統，其中該識別資料是 上+、+ 竹疋用於孩等智慧型晶片 卡中I使用者識別資料。 9. -種根據前料請專㈣圍各対任—項 本 系統（8)之智慧型晶片卡。 ° 田 10. 一種根據前述申請專利範圍各項中任—項而管理—檔案 系統（8)中的資料之方法，其特徵在於： 對每:使用者資料（21)執行—系列的步驟而進行修改 作業，該系列的步驟包含下列步驟： 修改該使用者資料（21); 根據該使用者資料（21)的修改而修改—第一目綠（22); 以及 修改一第二目錄（24)。 11. 如申請專利範圍第1 〇項之方法，其中係配置使用資料 (30、34、40)，使該等資料係與一資料長度資訊（28、38：) 及一資料控制資訊（3 2、4 6 )相關聯。 12. 如申請專利範圍第1 1項之方法，其中係將該資科長度資 訊（28、38)及一資料一致性核對和（32、46)嵌入，而配置 該使用資料（30、34、40)。 13. 如申請專利範圍第1 2項之方法，其中該使用資料是總目 錄資料（30)、該等目錄檔案登錄（34)、該檔案名稱（40)、 及檔案位置資料（42)中之至少一個資料。 -15- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (讀先閱讀背面之注意事PV填寫本頁) -裝. -'Φ 線