CPU卡內(nèi)的文件類型

文章出處：http://m.coolbang.cn 作者：興邦科技 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年01月31日

根據(jù)樹狀的卡內(nèi)文件結(jié)構(gòu)，CPU卡內(nèi)的文件分為3種類型：主文件MF、專用文件DF、基本文件EF。

??? 1、主文件MF

??? 在每一張卡片文件系統(tǒng)的文件樹中都只存在著一個(gè)根文件，其他所有文件都是該文件的子文件。

??? 這個(gè)文件也是整個(gè)卡片的入口，稱為MF(Master File)。每一張卡片中有且只有一個(gè)MF。

??? MF也是文件系統(tǒng)中最重要的一個(gè)文件，對卡片的操作通常從選擇MF開始。此外，由于MF的特殊性，通常將MF的標(biāo)識(shí)符定義為3F00，這樣，對于不同的卡片，通常都可以通過這一默認(rèn)的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行MF的選擇操作。由于MF不存在父文件，在卡片的應(yīng)用階段又必須存在，所以在卡片的初始化階段就必須首先建立MF。除此之外，MF的其他屬性與DF完全類似。

??? 2、專用文件DF

??? DF類似于PC文件系統(tǒng)中的目錄文件，一般情況下，也可以將MF看作是特殊的DF。

??? 如果把MF作為卡片的邏輯映射的話，一個(gè)DF往往可以看作是一類數(shù)據(jù)或者一個(gè)應(yīng)用在卡內(nèi)的映射。通常，同級(jí)的DF之間完全獨(dú)立，COS能夠確保它們之間的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和安全性；對于不同級(jí)的DF之間，包括具有父子關(guān)系的DF，在實(shí)際的應(yīng)用階段可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的定義實(shí)現(xiàn)隔絕或者托管的安全邏輯。

??? 為了標(biāo)識(shí)不同的DF，每一個(gè)DF具有一個(gè)同級(jí)DF下唯一的文件標(biāo)識(shí)符和一個(gè)卡內(nèi)全局唯一的應(yīng)用標(biāo)識(shí)符（AID）。

??? 在實(shí)現(xiàn)上，文件標(biāo)識(shí)符通常采用一個(gè)Word類型的整數(shù)來標(biāo)識(shí)，而且其值為0x100的倍數(shù)，例如3F00、4F00、5F00等等。1F00和2F00通常保留作為系統(tǒng)特殊文件標(biāo)識(shí)。應(yīng)用標(biāo)識(shí)符AID通常是一個(gè)有限長的二進(jìn)制串，通常作為該DF對應(yīng)的應(yīng)用的簡單描述。使用文件標(biāo)識(shí)符和應(yīng)用標(biāo)識(shí)符都可以對當(dāng)前文件子層DF文件進(jìn)行檢索，如果使用3F00使用文件標(biāo)識(shí)符檢索條件，則COS自動(dòng)選擇MF；如果卡片資源允許的話，COS也可以實(shí)現(xiàn)對卡內(nèi)所有DF或者當(dāng)前DF以下包含的所有子DF文件進(jìn)行檢索，這時(shí)一般采用AID作為檢索條件。

??? 可以將DF分為DDF和ADF兩類。

??? （1）目錄專用文件DDF

??? 如果在一個(gè)DF下還包含子DF的話，也就是，在文件樹中如果子結(jié)點(diǎn)不全部為葉子結(jié)點(diǎn)的話，這樣的DF被稱為DDF（Directory Definition File）。

??? 一般的，DDF可以作為一組應(yīng)用（DF）的集合，也可以作為一個(gè)復(fù)雜多層次應(yīng)用的入口。

??? 在多應(yīng)用卡中，MF下通常包含了多個(gè)DF，這里的MF就是一個(gè)典型的DDF。為了維護(hù)管理DDF下所有的DF，在每一個(gè)DDF下一般可以包含一個(gè)系統(tǒng)文件（DIR文件），記錄所有子DF的入口。

??? （2）應(yīng)用專用文件ADF

??? 如果在一個(gè)DF下不包含有其它的子DF的話，也就是，在文件樹中如果所有的子結(jié)點(diǎn)全部都是葉子結(jié)點(diǎn)的話，這樣的DF稱為ADF（Application Definition File）。

??? 一般的，ADF是一個(gè)應(yīng)用在卡內(nèi)的邏輯映射，ADF下包含的都是存數(shù)據(jù)文件，從卡外來看，一個(gè)ADF可以看作是一個(gè)只包含了文件控制信息和存數(shù)據(jù)對象的集合。

??? ADF下沒有DF文件，所以也就不需要DIR文件。

??? 從理論上說，只要卡片空間允許，在卡內(nèi)可以建立無數(shù)多層的文件結(jié)構(gòu)。但是，從卡片的實(shí)際應(yīng)用來看，很少有應(yīng)用會(huì)要求超過3層的DF結(jié)構(gòu)，即MF、DDF、ADF；更一般的來看，如果卡片資源有限，應(yīng)用目標(biāo)明確的話，COS可以只支持兩層的DF結(jié)構(gòu)，即MF、ADF（MF是卡內(nèi)唯一的DDF）。

??? COS對多層次DF結(jié)構(gòu)的支持可以帶來很大的應(yīng)用靈活性，但是同時(shí)也會(huì)造成COS開發(fā)的復(fù)雜度大大提升。DF層次的選擇和卡片面向的應(yīng)用有很大的關(guān)系，可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求來進(jìn)行選擇。例如，在只支持單一應(yīng)用的COS中，可以直接將MF作為ADF，不支持DDF；對于支持多應(yīng)用的COS，通常可以選擇兩層的DF結(jié)構(gòu)，MF下的每一個(gè)ADF對應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用；對于卡片資源豐富，可以支持復(fù)雜應(yīng)用模式，建立動(dòng)態(tài)應(yīng)用體系的卡片來說，可以選擇實(shí)現(xiàn)3層甚至無限多層DF的模式。

??? 3、基本數(shù)據(jù)文件EF

??? 在文件樹中，如果一個(gè)文件節(jié)點(diǎn)沒有子節(jié)點(diǎn)，也就是說它本身是一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)的話，這樣的文件稱為EF(Elementary File，基本數(shù)據(jù)文件）。

??? EF是卡內(nèi)數(shù)據(jù)的基本載體，根據(jù)不同的形式，EF文件可以分為不同的類型，COS根據(jù)EF的各種類型定義了不同的文件操作邏輯。

??? 在卡內(nèi)，EF都隸屬于某一個(gè)DF，COS采用兩種方式來標(biāo)識(shí)EF。一個(gè)是EF的文件標(biāo)識(shí)符FID，一般的，EF和其父DF的FID高字節(jié)相同，EF的FID低字節(jié)作為EF文件的擴(kuò)展短文件標(biāo)識(shí)符，稱為eSFI，eSFI的低5位稱為短文件標(biāo)識(shí)符SFI，在同一個(gè)DF下，所有EF的SFI要求都不相同。二是EF的文件類型，在每一個(gè)EF的文件屬性描述中都包含有文件類型標(biāo)識(shí)，某些特殊類型的EF在同一DF下要求唯一。

??? 對EF的選擇方式和DF不同。對DF的操作一般要求事先進(jìn)行顯式的選擇操作，被選的DF作為當(dāng)前文件，接下來的所有文件操作都針對當(dāng)前文件進(jìn)行；對EF操作之前要求先選擇其父DF作為當(dāng)前文件，對EF的選擇在具體的操作命令中隱式的進(jìn)行。EF的選擇方式有兩種，一是通過SFI進(jìn)行選擇，SFI在當(dāng)前DF下唯一；二是通過文件類型進(jìn)行選擇，主要針對一些系統(tǒng)文件的操作，例如個(gè)人密碼PIN文件、對稱密鑰文件等，這些類型的文件在當(dāng)前DF下也要求唯一存在。

??? 下面我們來看看不同的EF及其操作模式。

??? （1）按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分類

??? 卡內(nèi)保存的數(shù)據(jù)可以分為兩類，一類是透明的流數(shù)據(jù)，具體的數(shù)據(jù)內(nèi)容和格式在卡外進(jìn)行解釋，卡內(nèi)解釋為一個(gè)連續(xù)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)流；第二類是結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以記錄的形式存在，COS能夠?qū)?shù)據(jù)解釋為若干條二進(jìn)制的記錄流。根據(jù)所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)不同，EF可以分為不同的類別，不同結(jié)構(gòu)的EF對應(yīng)了不同類型的操作。

??? a. 透明二進(jìn)制文件

??? 透明二進(jìn)制文件是卡內(nèi)所有文件的基礎(chǔ)，卡片將數(shù)據(jù)作為一個(gè)字節(jié)流來進(jìn)行處理，二進(jìn)制文件的主要屬性只有文件體的大小。

??? 對二進(jìn)制文件夾的操作包括文件數(shù)據(jù)的讀、寫兩種模式。

??? 數(shù)據(jù)的讀寫操作包括以下兩種方式。

??? 文件體全部數(shù)據(jù)的讀寫操作。
??? 文件體某一區(qū)段數(shù)據(jù)的讀寫操作。在讀寫操作之前，必須給出要讀寫區(qū)段起始位置在文件體的偏移量和要讀寫區(qū)段的長度。

??? 需要注意的是，對于區(qū)段讀寫需要嚴(yán)格檢查區(qū)段是否超出了文件體的范圍。

??? b. 定長記錄文件

??? 在定長記錄文件中，文件體劃分為n個(gè)等長的區(qū)段，每一個(gè)區(qū)段對應(yīng)一條數(shù)據(jù)記錄。

??? 二進(jìn)制文件的主要屬性包括：所容納的記錄每一條的大小，能夠容納的總的記錄條數(shù)。在實(shí)際的使用階段，為了標(biāo)識(shí)記錄的有效性，還可以包括當(dāng)前已經(jīng)寫入的記錄的數(shù)目，為了進(jìn)行記錄逐一檢索，還需要記錄當(dāng)前操作的記錄序號(hào)等。

??? 當(dāng)前操作的記錄序號(hào)由COS來進(jìn)行自動(dòng)維護(hù)，在文件第一次被選擇時(shí)自動(dòng)置為空，以后根據(jù)實(shí)際訪問進(jìn)行修改。

??? 對定長記錄文件的操作都以記錄為對象進(jìn)行，包括記錄的讀、寫、添加3種模式。

??? 記錄的讀寫操作包括幾種方式。

??? 指定記錄序號(hào)的記錄讀寫操作，這一操作不改變當(dāng)前操作記錄序號(hào)。
??? 相對當(dāng)前記錄位置的定位方式，包括當(dāng)前記錄的前一條、后一條記錄等。如果當(dāng)前記錄號(hào)為空時(shí)，如果訪問前一條記錄的話，返回第一條記錄，并置當(dāng)前記錄為第一條記錄；如果訪問后一條記錄的話，返回最后一條記錄，并置當(dāng)前記錄為最后一條記錄。
??? 相對全局記錄位置的定位方式，例如第一條、最后一條記錄等，這一操作將把該記錄設(shè)置為當(dāng)前記錄。

??? 在定長記錄的操作過程中，需要嚴(yán)格檢查記錄號(hào)是否在文件包含的記錄數(shù)的范圍內(nèi)，當(dāng)前記錄號(hào)對應(yīng)的記錄數(shù)據(jù)是否有效等。

??? 記錄的添加操作即在最后一條記錄的后面添加新的記錄。

??? 如果邏輯上的最后一條記錄不是物理上的最后一條，即其后還有空閑的記錄空間，新的記錄順序添加在后面，同時(shí)將新的記錄設(shè)為邏輯的“最后一條記錄”。
??? 如果邏輯上的最后一條記錄是物理上的最后一條，即其后沒有空閑的記錄空間了，則添加操作失敗，卡片返回相應(yīng)的錯(cuò)誤碼。