Java Card CAP文件分析

来源：互联网发布：过期备案域名编辑：程序博客网时间：2024/05/25 23:28

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

COMPONENT_Directory

COMPONENT_Applet

COMPONENT_Import

COMPONENT_ConstantPool

COMPONENT_Class

COMPONENT_Method

COMPONENT_StaticField

COMPONENT_ReferenceLocation

COMPONENT_Export

COMPONENT_Descriptor

COMPONENT_Debug

注意：
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：

根据reference location中指定的位置进行链接，获取method组件中的索引号；
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

下面是加压cap的java源码：

[html] view plaincopyprint?
import java.io.BufferedInputStream;  
import java.io.BufferedOutputStream;  
import java.io.File;  
import java.io.FileOutputStream;  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.Enumeration;  
import java.util.List;  
import java.util.zip.ZipEntry;  
import java.util.zip.ZipFile;  
import android.os.Environment;  
import android.util.Log;  
  
public class Cap {  
    static final String TAG = "cap";  
    static public final String CAP_DIRECTORY = "//mnt//sdcard//cap//";  
    static final int READ_LENGTH = 1024;  
  
    private List<String> mCapFileList;  
  
    public void loadCapFile(String CapFileName) {  
        try {  
            if (!Environment.getExternalStorageState().equals(  
                    Environment.MEDIA_MOUNTED)) {  
                Log.e(TAG, "SD card not available!");  
                return;  
            }  
            File file = new File(CAP_DIRECTORY + CapFileName);  
            if (!file.exists()) {  
                Log.e(TAG, CAP_DIRECTORY + "safe.cap not available!");  
                return;  
            }  
            mCapFileList = new ArrayList<String>();  
            mCapFileList.clear();  
            BufferedOutputStream dest = null;  
            BufferedInputStream is = null;  
            ZipEntry entry;  
            ZipFile zipfile = new ZipFile(file);  
            Enumeration<? extends ZipEntry> e = zipfile.entries();  
            while (e.hasMoreElements()) {  
                entry = (ZipEntry) e.nextElement();  
                String fileName = entry.getName();  
                if (fileName.endsWith(".MF"))  
                    continue;  
  
                if (fileName.contains("/")) {  
                    int dir = fileName.lastIndexOf("/");  
                    String root = CAP_DIRECTORY + fileName.substring(0, dir);  
                    File path = new File(root);  
                    if (!path.exists()) {  
                        path.mkdirs();  
                    }  
                }  
                int count;  
                byte data[] = new byte[READ_LENGTH];  
                mCapFileList.add(CAP_DIRECTORY + entry.getName());  
  
                FileOutputStream fos = new FileOutputStream(CAP_DIRECTORY  
                        + entry.getName());  
                dest = new BufferedOutputStream(fos, READ_LENGTH);  
  
                is = new BufferedInputStream(zipfile.getInputStream(entry));  
                while ((count = is.read(data, 0, READ_LENGTH)) != -1) {  
                    dest.write(data, 0, count);  
                }  
                dest.flush();  
                dest.close();  
                is.close();  
                fos.close();  
            }  
        } catch (Exception e) {  
            Log.e(TAG, "loadCap: " + e.getMessage());  
        }  
    }  
  
    public List<String> getCapFileList() {  
        return mCapFileList;  
    }  
}  

使用方法

[html] view plaincopyprint?
Cap cap = new Cap();  
cap.loadCapFile("HelloWorld.cap");  

就可以解压出各个组件，他们也是cap文件。

所有的组件均有通用结构格式，如下：

[html] view plaincopyprint?
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  
}  

比如Applet.cap的十六进制数据是:
0300090105c0c1c2c3c40085

第一个03是tag，然后是0009是size，说明info为9个字符，01标示了这是包中的第一个applet，05为该Applet的AID的长度，后面的c0c1c2c3c4即为applet的AID，后面的0085是该Applet的install_method_offset，即当前Applet中的install()在Method组件info[]中的偏移。

推荐的CAP组件安装顺序：

COMPONENT_Header
COMPONENT_Directory
COMPONENT_Import
COMPONENT_Applet
COMPONENT_Class
COMPONENT_Method
COMPONENT_StaticField
COMPONENT_Export
COMPONENT_ConstantPool
COMPONENT_ReferenceLocation
COMPONENT_Descriptor (optional)

COMPONENT_Debug组件不需要下载到卡内。

作者：fish

转载：http://www.dreamingfish123.info/?p=818

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