移動通信中RMI技術及其應用

文章出處：http://www.nyfzw.net 作者：史建成 李萍   人氣： 發表時間：2011年09月26日

    1．引言

    Java智能卡(Java Card)技術在第三代移動通信(3G)中有著極其廣泛的應用。Jaya 智能卡的出現。使多個應用程序可共存于一張智能卡中。這些應用可以來自同一個卡供應商。也可以來自不同的卡供應商。用戶只需刷新智能卡上的程序。就可以得到不同的應用。運營商及開發商擺脫了對卡商的依賴。大大降低了成本。在移動通信的SIM卡中，Java智能卡的應用越來越廣泛，景極其看好。由于SIM卡使用Java智能卡的量越來越多，使用頻率越來越高。為了更好地發揮網絡及其分布在網絡中的計算機的處理能力。移動通信中Java智能卡RMI技術在開發應用中變得越來越重要。

    2．移動通信中Java智能卡的主要特點

    移動通信中，Java智能卡是指運行Java小應用程序的智能卡。卡上必須存在相應的Java虛擬機。符合Java Card技術規范的小應用程序可以運行在該虛擬機上。SUN公司提出了有關Java Card技術規范。包括有關在智能卡上創建Java Card虛擬機和應用編程接口(API)的詳細信息。與傳統的智能卡系統相比，Java智能卡平臺主要有以下特點：

    1．跨平臺性

    移動通信中目前大部分SIM 卡已經支持了Java卡的技術規范，凡符合Java卡API技術規范的Java卡Applets都可以運行在Java卡運行環境(JCRE：Java Card Runtime Environment)。允許開發人員使用相同的Java卡Applets在不同廠商的智能卡上運行，實現了一次程序編寫到處運行的功能 即通過JVM 的機制達到跨平臺的目的。

    2．應用開發便捷性

    對于移動通信中Java智能卡上的應用，開發人員無需了解復雜的智能卡硬件和智能卡專用的技術，就可以進行智能卡應用的開發，從而大大減少開發時間，降低開發難度和成本。而且可以使原來的Java程序開發人員來編寫智能卡程序。人力資源得到充分的利用，更好地滿足了應用程序成倍增長的需要，同時也是時代發展的需要。

    3．安全性

    在移動通信中，Java智能卡最關鍵的問題之一。安全性牽涉到多個方面。Java智能卡系統的安全性模式在很多方面作了改進，它的安全策略由Java卡虛擬機(JCVM)和Java卡運行環境共同實現。考慮到智能卡的應用范圍和應用場合的特殊性，Java卡支持保護數據的完整性，防止對于敏感數據沒有認證的訪問。

    4．多應用性

    在一個Jaya卡運行環境中可以運行多種功能差異很大的不同的應用(Applets)，譬如手機上網，移動證券交易，手機玩游戲等等。這些應用既可以來自同一個卡供應商也可以來自不同的卡供應商，這是新一代手機的很重要特點。

    3．RMI技術與移動通信中智能卡的RMI技術及其應用

    3．1 RMI技術

    J2SE中的RMI(Remote Method Invocation,遠程方法調用)技術是開發Java分布式網絡應用的核心技術與傳統的RPC(Remote Procedure Call，遠程過程調用)調用遠程過程不同，RMI用于調用遠程對象中的方法。支持存儲于不同地址空間的對象之間的彼此通信。讓位于不同JVM 空間中的對象在外觀行為上都像是本地的對象一樣使用。是純粹面向對象的Java程序中開發網絡分布式應用系統的核心解決方案。

    用RMI開發的應用程序由服務器端程序和客戶端程序二部分組成。服務器端程序在運行時會創建多個對象實例f稱為遠程對象)，這些對象實例用于向客戶提供某種服務。同時服務器端打開監聽端口等待客戶端程序調用。客戶端程序在運行時通過RMI機制從服務器中得到遠程對象的引用。調用其中的方法。

    RMI的體系結構可以用圖1表示：

    從圖1中可見，RMI體系結構是由多層組成的。stub／skeleton層中使用了存(stub) 框架(skeleton) 的方法來隱藏底層通訊的實現細節。stub代表遠程對象的客戶端對象。具有和遠程對象相同的接口或方法列表。當客戶端程序調用遠程對象的方法時．實際上調用的是stub對象中的方法。stub將請求轉發到遠程對象。服務器端的skeleton對象負責將stub傳來的信息解碼。并將解碼后的信息交給實際的遠程對象進行處。遠程對象處理完畢后將結果傳給skeleton對象。再由skeleton對象傳給客戶端的stub對象，最后stub對象將這些信息傳給客戶端程序。 

    3．2 移動通信中Java智能卡的RMI技術及其應用

    除了與J2SE中的RMI技術非常相似外， 由于智能卡資源的局限，Java智能卡中的RMI技術與J2SE中的RMI技術是有所區別的。在Java智能卡中，JavaCard小應用程序是服務器．主應用程序是客戶端。Java智能卡RMI與J2SE中的RMI的主要區別體現在如下幾點：

    1)J2SE中的RMI協議通信是通過遠程接口實現的存根與遠程接口實現的框架完成的，而在Java智能卡中的RMI應用中。客戶端應用程序與服務器端應用程序的通信過程是先獲取一個RMIService服務，然后由該服務程序再與服務器的應用進行通信。

    2)在Java智能卡的RMI模型中。APDU(Applicafion PintocolData Unit，應用協議數據單元)通信的過程被抽象化。不是直接通過APDU命令完成，而是通過處理對象的方式完成的。

    3)Java智能卡RMI模型中的軟件包與J2SE中RMI的軟件也有不同，分別是jave. rmi與javacard．framework．service。其中java．rmi包中定義了Remote接口與RemoteExcepfion類，而javacard．framework．service軟件包中定義了JavaCard小應用程序服務類， 包括CardRemoteObject和RMISenrice類。CardRemoteObject類中定義了啟動和禁止卡外對象遠程訪問的方法。而RMIServiee用于處理RMI請求并轉化輸入的APDU命令為遠程方法調用。

    編寫一個Jaya智能卡的應用程序一般要包含以下幾步(下面給出的是典型的電子錢包的例子)： 

    1)定義一個遠程服務的接口

    該接口負責定義Jaya智能卡小應用程序所能提供的服務，同樣該接口必須擴展java．rmi．Remote。
    import java．rmi．*；
    import javaeard．framework．*；
    public interface EPInterfaee extends Remote ｛
    public short getBalance0 throw RemoteExeeption；
    //有關電子錢包應用中的方法聲明
    ...
    ｝ 

    圖中MyRemoteClass是遠程服務器類，可以實現遠程接口My Remote來實現Remote。也可以通過擴展一個相應的智能卡遠程對象類f圖中(CardRemoteObject)來實現Remote。總之所有遠程應用的實現類都必須實現Remote接口RMI Service負責將APDU調用轉換為RMI調用。Dispatcher 負責將收到的APDU命令分發給RMI Service 從圖中可知，服務器的實現主要包括Jaya智能卡小應用程序、遠程服務接口的實現類及與應用程序相關的類。下面是小應用程序的結構：

    3)寫使用遠程服務類的客戶機端程序

    客戶端程序通常包括初始化OpenCard框架、等待新卡插入、獲取OCFCardAccessor實例、創建JavaCardRMIConnect實例及選擇智能卡Applet和調用遠程對象的方法。(限于篇幅，程序略)

    3．3移動通信中Java智能卡的RMI程序的流程Java智能卡的RMI程序的流程可用下圖[l]表示。
    圖中HostAppheafion是客戶端應用程序。通過傳送APDUs到卡上的JCRE進行RMI調用。依次傳送到智能卡上的小應用程序f圖中的(MyApplet)。 小應用程序通過Dispatcher將收到的APDUs命令分發給RMIService。RMIService逐個處理APDU并將這些命令轉化為遠程方法調用。

    4．小結 

    移動通信中Java智能卡的應用越來越廣，在目前的軟件設計中。分布式程序設計越來越被軟件開發人員重視。在移動通信中隨著應用范圍的不斷擴展。程序和需要處理的數據流量將會有一個非常大的膨脹。而這些程序和處理的數據以及實際的計算都會廣泛地分布在網絡上。基于RMI的應用既可以共享網絡及網絡中計算機等軟硬件的資源。也可以平衡各個計算機的處理能力。