Java Card CAP 文件组件分析 00

JAVA 智能的可执行文件（CAP 文件）是编译多个应用程序（Applet）的生成结果，包含了一个包中定义的所有类和接口，与包之间是一一对应的关系。实际发卡操作时，首先需要将该可执行文件下载至卡片中，并安装需要的应用实例；用户使用该安装的应用实例执行操作功能。

CAP文件包含12个组件：

Component Type

Value

COMPONENT_Header

1

COMPONENT_Directory

2

COMPONENT_Applet

3

COMPONENT_Import

4

COMPONENT_ConstantPool

5

COMPONENT_Class

6

COMPONENT_Method

7

COMPONENT_StaticField

8

COMPONENT_ReferenceLocation

9

COMPONENT_Export

10

COMPONENT_Descriptor

11

COMPONENT_Debug

12

一个完整的CAP文件，除Applet、Export 和Debug组件是可选外，其他均为必选。每个组件封装成一个CAP包，包含在Jar包中。最后在卡上只保留了5个组件：COMPONET_Method，COMPONET_Class，COMPONET_ConstantPool，COMPONET_StaticField和 COMPONET_Export。其余的组件只是安装时提取有用信息而不在卡中保存。

12个组件中，类class组件保存本应用声明的所有类和接口的信息； 方法method组件保存本应用声明的所有方法和接口，method中利用2字节索引index引用类、方法和域；常数池constant pool组件保存method组件引用的所有类、方法和域信息，分为类、实例域、虚方法、父方法、静态域和静态方法6类，每组信息为4个字节；相关地址reference location组件保存method组件中索引的偏移。

对于JavaCard而言，应用程序的下载过程是即CAP文件写入到EEPROM的过程，即是对CAP文件的下载过程。在CAP文件的下载过程中，需要将一部分组件进行解析，同时对reference location中指定的位置进行链接，能够链接到method组件中的一个索引号，并根据索引号查找constant pool中保存的、与该索引号对应的类、方法或域在 EEPROM中的实际地址，调用实际地址中存储的数据。也就是说，方法的调用其实是需要两个步骤来实现的：

1. 根据reference location中指定的位置进行链接，获取method组件中的索引号；
2. 根据索引号查找constant pool中保存的、与该索引号对应的类、方法或域在EEPROM中的实际地址，调用实际地址中存储的数据。

查看一个CAP文件的组件，可以通过两种方法实现：

• 解压缩软件直接解压得到
• 通过JCK中的capdump将其分解成各个组件

所有的组件均有通用结构格式，如下：

1

2

3

4

5

6

7

component {

    u1 tag      //u1表示无符号单字节类型的数据变量类型；tag为组件索引号，按照上面组件名称的顺序从1至12排列

 

    u2 size     //u2表示无符号双字节的数据变量类型；size为可变长度数组info[]的元素个数

 

    u1 info[]   //数组info[]中含了组件的所有信息，依据各组件属性不同而各不相同

}

注：多字节数据总是按照大端（big-endian）顺序存放。

例如：HelloWorld.cap中的Applet组件:

1

2

0000000: 0300 0e01 0aa0 0000 0062 0301 0c01 0100  .........b......

0000010: 140a                                     ..

第一个03是tag，然后是000e是size也就是等于15，说明info为15个字符，01标示了这是包中的第一个applet，0a为该Applet的AID的长度，后面的a0 0000 0062 0301 0c01 01即为applet的AID，后面的0014是该Applet的install_method_offset，即当前Applet中的install()在Method组件info[]中的偏移，最后以0a结束。

推荐的CAP组件安装顺序：

1. COMPONENT_Header
2. COMPONENT_Directory
3. COMPONENT_Import
4. COMPONENT_Applet
5. COMPONENT_Class
6. COMPONENT_Method
7. COMPONENT_StaticField
8. COMPONENT_Export
9. COMPONENT_ConstantPool
10. COMPONENT_ReferenceLocation
11. COMPONENT_Descriptor (optional)

COMPONENT_Debug组件不需要下载到卡内。

作者：fish
转自：http://www.dreamingfish123.info/?p=684