USIM卡文件系统详解.doc
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1、1 应用及文件结构本章描述了 UICC 的应用和逻辑结构。1.1 UICC应用结构UICC 中应用的组织结构如图 8.1 所示。 MFEF DIRADF1ADF2DF TELECOMEF2EFxEF1EF PLEF ICCIDADF1EF2EFzEF1DF1EF4EF3ADF2EF2EFyEF1DF1EF4EF3EF5图 8.1: 应用结构示例本文档并未对应用的位置施加任何限制。所有应用都由 EFDIR中取得的应用标识符唯一地进行标识。这些应用标识符被用来选择应用。EFDIR, EFPL和 EFICCID都是必需的,直接放置在主目录(Master File)下。详细容见本文档 13 章。DFT
2、ELECOM是可选的。当它存在时,存放在主目录中并使用保留的 FID 7F 10。DFTELECOM包括了应用的独立信息。1.2 文件类型本章定义了适用于本文档的应用的文件类型。1.2.1 专用目录文件专用目录文件(DF)允许文件进行功能性分组。它可以是专用目录文件和/或基本文件的上一级目录。专用目录文件是通过文件标识符被引用的。应用专用目录文件(ADF)是特殊的专用目录文件,包括应用所有专用目录文件和基本文件。1.2.2 基本文件1.2.2.1 二进制 EF由一系列字符串组成的,具有二进制结构的 EF 文件。通过相对地址(偏移量) ,对特定的字节序列进行读写操作,地址由以字节为单位的启始地址
3、及需要读写的字节个数组成。二进制 EF 的第一字节的相对地址为00 00 。EF 文件的数据长度在 EF 的 SELECT 响应中指明。1.2.2.2 线性定长 EF具有线性定长结构的 EF 是由一些长度固定且相等的一系列记录组成。第一条记录的记录号是 1。记录的长度和其与记录数的乘积在 EF 的 SELECT 响应中指明。Record 1Record 2 : :Record n图 8.2:线性定长文件的结构访问此类型 EF 中的记录的方法有若干种。-记录号的绝对引用;-当记录指针未被设定时,可以使用NEXT或PREVIOUS模式作用于第一或最后一条记录。-当记录指针被设定时,可以对本记录、下
4、一条记录(本记录指针置于最后一条记录处除外)或前一条记录(本记录指针置于第一条记录处除外)进行处理。-使用模式查询识别某一条记录。如果选定一条记录后的操作中途失败(如:由于执行某命令不成功) ,该记录指针应保持在操作执行前设定的位置。目前,本类文件中包含最多 254 条记录,并且,每条记录不能超过 255 个字节。1.2.2.3 循环记录 EF循环记录文件用来存储按时间序列排列的记录。当所有的记录都已经被用于存储时,下一次数据的存储将覆盖最早的信息。循环结构的 EF 由长度固定且相等的规定数量的记录组成。在本记录结构中,最后一条记录(n)至第一条记录。当记录指针被设置到最后一条记录 n 时,下
5、一条记录为记录1。与之相类似,当记录指针被设置到第一条记录时,前一条记录为记录 n。包含最新数据的最后更新的记录的记录号为 1,包含最老数据的记录号为 n。Record 1Record 2:Record n图 8.3:循环记录文件的结构对于更新操作,仅有 PREVIOUS 记录可以被使用。对于读取操作,寻址的方法可以是Next、Previous、Current 和 Record Number。如果选定一条记录后的操作中途失败(如:由于执行某命令不成功) ,则该记录指针应保持在操作执行前设定的位置。目前,本类文件中包含最多 254 条记录,并且,每条记录不能超过 254 个字节。1.3 文件引用
6、文件标识符(FID)用于定位或标识一个特定的文件。FID 由两个字节组成,应以十六进制表示。FID 应遵从于以下条件:-在有关文件建立时,应设定其FID;-同一上级目录之下的两个文件的ID不相同;-当前目录的子文件及当前目录的父文件及直接子目录不能具有相同的FID值FID 的串连接就是路径。路径以 MF 或当前 DF 开始,以文件本身的标识符为结束。如果当前 DF 的标识符未知,在路径开始处应使用保留值3FFF 。FID 的顺序总是从上级目录到子目录。短文件标识符(SFI)占 5 个比特,围是 1 到 30。同一上级目录下的任意两个文件的SFI 不相同。DF 名称占 1 至 16 个字节。DF
7、 的名称是 AID,在同一卡上,应是唯一的。1.4 选择文件的方法在 UICC 激活(定义见 6.1)并且返回复位应答(ATR)后,根目录被默认为当前目录。利用“SELECT”功能,通过本章中定义的 3 个文件引用方法中的一种可选择每一个文件。1.2.1 通过标识符引用选择一个 DF、ADF 和 MF 设置为当前目录,在这次选择之后,不存在当前 EF。选择EF 设置当前 EF,当前目录仍为 DF、ADF 或 MF,这是 EF 的上级目录。当前 EF 总是当前目录的一个子文件。只有当前应用的 ADF 可以通过 FID 选择。任何应用的专用命令都应仅在该应用是当前目录时才可操作。下列文件可以从最后
8、选中的文件通过文件 ID 标识符(FID)引用被选中。-任何当前目录的直接子文件;-任何当前DF的父目录的直接子目录;-当前目录的父目录;-当前DF或ADF;-MF图 8.4 是遵循当前文档的应用的逻辑结构实例。MFEF-DIRADF1EF3DF4EF6EF5DF3EF4DF5EF7EF2DF1EF1图 8.4:逻辑结构实例表 8.1 给出了使用 FID 引用时,遵循图 8.4 中所示逻辑结构的本文档定义的应用有效选择方式。最后选定的文件的重新选择也是允许的,但并不显示。表 8.1:文件选择最后选定的文件有效选择MFDF1ADF1DF3DF4DF5EF1EF2EF3EF4EF5EF6EF7DF
9、1, EF1, EF-DIRMF, EF2, MF, DF3, DF4, EF3MF, ADF1, DF4, DF5, EF4MF, ADF1, DF3, EF5, EF6MF, DF3, EF7MF, DF1, EF-DIRMF, DF1MF, ADF1, DF3, DF4MF, ADF1, DF3, DF5,MF, DF4, ADF1, EF6MF, DF4, ADF1, EF5MF, DF3, DF51.2.2 通过路径引用一个文件,DF 或 EF,可以象 8.3 节中定义的那样通过路径引用进行选择。表 8.2 中包括图 8.4 通过路径选择的实例。本例中还考虑了当前应用(ADF1)此前
10、已经通过 DF 名被选中的情况。下表中的 ADF1 的 FID 为7FFF (见 8.5)表8.2:通过路径选择文件的实例最后选中的DF路径的开始选择实例任意MFEF1, EF-DIR, DF1, DF1|EF2任意MF7FFF|DF3, 7FFF|DF3|EF4,7FFF|DF3|DF5, 7FFF|DF3|DF5|EF77FFF|DF4, 7FFF |DF4|EF5,7FFF|DF4|EF6,7FFF|EF3DF1Current DFEF2DF3Current DFDF5, DF5|EF7, EF4DF4Current DFEF5, EF6DF5Current DFEF7在“从 MF 通过
11、路径选择”中,终端不应在路径起始位置使用 MF 的文件标识(如:3F00 ) 。在“从 MF 通过路径选择”中,终端可以在路径开始处使用特定的 FID 7FFF(见 8.5节) 。既在该逻辑通道中,路径开始于当前被激活应用的 ADF。在“从当前 DF 通过路径选择”中,终端不应在路径开始处使用特定文件 ID 7FFF。在“从 MF 通过路径选择”或“从当前 DF 通过路径选择”中,终端不应使用当前DF(如:3FFF )的标识。在“从 MF 通过路径选择”或“从当前 DF 通过路径选择”中,终端不应使用空数据字段。1.2.3 短文件标识符DF 中的任何 EF 可在 DF 或 ADF 级别通过以下
12、命令并将短文件标识符(SFI)作为命令的一部分默认地实现对文件的选择,而无需使用 SELECT 命令。-READ BINARY-UPDATE BINARY-READ RECORD-UPDATE RECORD-INCREASE -SEARCH RECORD当文件的 FCP 包括带标识88的 TLV DO,SFI 对特定文件的支持。如果长度字节的值为 0,表示该文件不支持短文件标识符。如果文件的 FCP 中没有 TLV DO 字段,则表示该文件的 FID 的低 5 位数据为文件的 SFI。当 READ RECORD 命令包含一个有效的 SFI 时,本文件被设为当前 EF,且复位当前指针。后续的记录
13、通过 READ RECORD 命令读入,且无需 SFI。当 UPDATE RECORD 命令包括一个有效的 SFI 时,本文件被设为当前 EF,且复位当前指针。后续的记录通过 update RECORD 命令更新,无需 SFI。当 INCREASE 命令包括一个有效的 SFI 时,本文件被设为当前 EF,且复位当前指针。后续的记录通过 INCREASE 命令增加,无需 SFI。当 SEARCH RECORD 命令包括一个有效的 SFI 时,本文件被设为当前 EF,且复位当前指针。后续的记录通过 SEARCH RECORD 命令搜索,无需 SFI。1.5 应用的特性应用既可以被显式引用,也可隐式
14、引用。应用可通过带 AID 的显式选择激活。这会将应用的 ADF 设为当前 ADF。当前 ADF 可通过带隐式引用值7FFF的 FID 引用。1.2.4 显式应用选择1.2.4.1 用 DF 名选择一个通过 AID 在 UICC 中被描述的可选应用,应通过一个以 1 到 16 字节方式编码的DF 名称来引用。每个名称在一个 UICC 中都应是唯一的。DF 名称可被用在 SELECT 命令中,选择一个可选应用。1.2.4.2 用局部 DF 名称选择一个可选应用也可通过局部 DF 名称的方式进行选择:P104 ,P2 参数必选符合ISO/IEC 7816-4 中的定义 first、next、pre
15、vious 或 last 方式。在这种情况下,DF 的名称被右截短。若在卡上存在几个 AID 中起始字节容相同的应用,选中的应用则取决于 P2中指定的值。即使卡片正处于“previous”对话中,如果 P2 中指定为“last”选项,则选中的应用就是与局部 DF 名称相匹配的最后被激活的应用。利用局部 DF 名称选择应用对于单一应用卡片为可选项,对于多应用卡为必选项。卡片应在由 ISO/IEC 7816-4 中规定之 ATR 历史字节的压缩TLV 对象定义的“卡片服务参数”以及“卡片性能”中指明对这一性能的支持。对 next、previous 和 first 的解释应在应用中指明。用这些参数选
16、中的应用与SELECT 命令中提供的局部 DF 名次相匹配。如果 UICC 不支持局部 DF 名称的选择,UICC应作出适当的响应(如:命令参数不支持6A86 ) 。1.2.5 应用对话的激活当终端发送一个带应用 AID 且在命令参数中指明应用应被激活的 SELECT 命令时,应用对话被初始化。在激活后,应用可能会需要一个初始化进程。该过程不在文档围,但应在应用规中描述。本进程用来为终端和 UICC 中的应用提供一个定义良好的状态。在选中应用后,UICC 评估应用的安全环境。SE 依应用的校验需求(见表 9.1)设定。应用 PIN 的校验状态依应用指定的应用对话激活进程更新。终端会向 UICC
17、 发送一个特定的 STATUS 命令指出应用的初始化进程已被成功执行。在一个假定的逻辑通道上,仅允许存在一个活动的可选应用对话。因此,为激活一个新的可选应用对话与原有的对话并行,必须打开一个新的逻辑通道。可选的应用对话可以在几个通道对话中发生。1.2.6 应用对话的终止在应用终止之前,应用可以执行一个对话终止进程。本进程应在应用规中描述。在进程执行之前,终端应向 UICC 发送一个特定的 STATUS 命令指明应用的终止进程将启动。在终止进程执行后,终端及应用将处于一个定义良好的状态。如果下列状况在任何一个应用对话被激活的逻辑通道上发生,应用对话将被终止:-隐含地;一个的带有不同于当前活动应用
18、AID的的SELECT命令(通过DFNAME)被UICC执行,且命令参数中表明该应用应被激活。-明确地;一个的带有当前活动应用AID的的SELECT命令(通过DFNAME)被UICC执行,且命令参数中表明该应用应被终止。-若逻辑通道被关闭。当终端对 UICC 进行复位时,应用对话也被终止。应用 PIN 的校验状态会被应用对话终止程序依据程序中所描述的方式来进行更新。1.2.7 应用对话的复位如果一个的带有当前活动应用AID的的SELECT命令(通过DFNAME)被UICC执行,且命令参数中表明该应用应被激活。则应用对话被复位。复位使得应用对话的激活进程被初始化。应用的安全状态依应用指明的应用对
19、话激活进程更新。1.2.8 GSM/USIM 应用交互作用和限制USIM 对话的激活排斥 GSM 对话的激活。即指出一旦 USIM 应用对话被激活,带有字节置为A0的 Class 的发送给 UICC 的命令将会把 SW1SW2 6E 00(指令不支持)返回给终端。类似地,GSM 的激活排斥 USIM 对话的激活。一次最多仅有一个 USIM 对话可被激活。1.6 文件ID的保留以下 FID 被本规保留:ADF:-操作用途:7FFF专用目录:-管理用途7F4X, 5F1X, 5F2X.-操作用途:7F10 (DFTELECOM), 7F20 (DFGSM), 7F21 (DFDCS1800), 7
20、F22 (DFIS-41), 7F23 (DFFP-CTS), 7F24 (DFTIA/EIA-136), 7F25 (DFTIA/EIA-95) and 7F2X, where X ranges from 6 to F.注释:7F80 (DFPDC)用于日本PDC规。7F90 (DFTETRA)用于TETRA规。7F31 (DFIDEN)用于iDEN规。-7F10下保留的文件ID:5F50 (DFGRAPHICS); 5F3A (DFPHONEBOOK).基本文件:-管理用途:6F XX in the DFs 7F 4X; 4F XX in the DFs 5F 1X, 5F2X.6F 1X
21、 in the DFs 7F 10, 7F 20, 7F 21;4F 1X in all 2nd level DFs.2F EX in the MF 3F 00;DF7F 4X中的6F XX;DF 5F 1X, 5F2X中的4F XX;DF 7F 10, 7F 20, 7F 21中的6F 1X;所有2级DF中的4F 1X;MF 3F 00中的2F EX;-操作用途:6F 2X, 6F 3X, 6F 4X in 7F 10 and 7F 2X;4F YX, where Y ranges from 2 to F in all 2nd level DFs.2F05, 2F06 and 2F 1X i
22、n the MF 3F 00.7F 10和7F 2X中的6F 2X, 6F 3X 6F 4X;当Y的围在2和F之间时,所有2级DF中的4F YX;MF 3F 00中的2F05, 2F06和2F 1X。-ISO/IEC 7816-4的操作用途:Error! Reference source not found.:2F00EFDIR, 2F01 EFATR in the MF 3F00.MF 3F00中的2F00EFDIR, 2F01 EFATR。除特殊注明外,X 在以上各种情况中的取值围为 0 到 F。1.7 逻辑通道ISO/IEC 7816-4 中定义了逻辑通道。除逻辑通道 0 外,最多还可以
23、有 3 条逻辑通道。通道 0 总是可用,并通过卡片对话打开。可以从 UICC 的 ATR 中判断 UICC 对逻辑通道的支持与否、分派方式、支持的最大通道数等性能:-至少除基本通道外的一个通道;-和由UICC指定的逻辑通道数量。(一个逻辑通道上的命令相互依赖是独立的,区别于另一个逻辑通道上的命令相互依赖。 )在逻辑通道间不存在命令及其响应的交叉,在 UICC 截获到某条 APDU 指令并返回收到的信号起到 UICC 返回该指令 APDU 返回值止,仅有一个逻辑通道是激活的。为了使几个逻辑通道在同一时间都可以被访问,特定的文件(EF、DF、ADF)应在其文件描述符中被设置为“可共享” 。在每个打
24、开的逻辑通道中,文件访问都应被独立地管理。特别是一个基于记录类型的文件在每一个打开的逻辑通道上都应有不同的记录指针。当从不同的逻辑通道访问相同的文件时,应用应对保持数据一致性负责(在卡片和终端中) 。注释:对循环记录文件应给予特别的关注,如:当文件被读入一个通道且在另一通道中更新时。逻辑通道由 MANAGE CHANNEL 命令打开,其中,卡片分配一个通道号,并在响应中返回。逻辑通道将保持打开状态直到它被明确地以 MANAGE CHANNEL 命令关闭,或者UICC 失活。从基本通道执行打开函数时,成功打开后,MF 应被隐式选中作为当前的 DF。从非基本通道执行打开函数时,成功打开后,发出命令
25、的逻辑通道的当前 DF 应被选为当前 DF。在以上两种情况下,在新的逻辑通道中都没有选定当前 EF。新通道的特性MANAGE CHANNEL命令的参数当前DF当前活动应用的ADF(通过特定的7FFF file-id引用)CLA=00 (从基本通道)MF未定义CLA00 (从非基本通道)执行打开通道命令的DF与当前DF相同执行打开通道命令的逻辑通道中活动应用的ADF一旦新通道打开,每个逻辑通道中的当前 DF 和当前文件独立。若未共享的 DF 或 ADF 上执行了 MANAGE CHANNEL 命令,卡片应响应一个适当的错误信息。该响应应指出不允许执行该命令。没有新的通道打开。2 文件容本章将详细
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