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E-Book

Chipkarten-Anwendungen

Entwurfsmuster für Einsatz und Programmierung von Chipkarten

AutorWolfgang Rankl
VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2006
Seitenanzahl246 Seiten
ISBN9783446408401
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis31,99 EUR
- Profitieren Sie vom Erfahrungsschatz des Autors, dessen "Handbuch der Chipkarten" längst Standardwerk ist.

- Nutzen Sie die Entwurfsmuster direkt für die zentralen Aufgabenstellungen in Ihrem Projekt.

- Zwei Chipkarten inclusive: Testen Sie die vorgestellten Lösungen direkt mit der im Buch enthaltenen Java Card oder der BasicCard.

Die meisten Chipkarten-Systeme beruhen auf ähnlichen Lösungen. Dennoch wird häufig viel Zeit investiert, um längst bekannte Mechanismen, Abläufe und Prinzipien neu zu erfinden. Dieses Buch zeigt, dass das nicht sein muss, und stellt eine Vielzahl von Entwurfsmustern und Ideen zur Realisierung von Chipkarten-Anwendungen vor.

Mit Hilfe der Musterlösungen für die Spezifikation, die Entwicklung und den Betrieb können Sie Chipkarten-Anwendungen neu entwickeln oder erweitern. Damit lassen sich auch große und komplizierte Chipkarten-Systeme einfach zusammensetzen.

An zahlreichen Fallbeispielen zeigt Wolfgang Rankl typische Lösungsmöglichkeiten und Fehler bei Chipkarten-Anwendungen und -Systemen - Erfahrungen, die Sie direkt in Ihren Projekten umsetzen können.

Der Autor

Der Feinwerktechnik- und Wirtschaftsingenieur Wolfgang Rankl beschäftigt sich seit 1990 beruflich mit Chipkarten und Chipkarten-Betriebssystemen. Der Autor des Standardwerks "Handbuch der Chipkarten" ist bei Giesecke und Devrient, dem größten deutschen Chipkartenhersteller in München, beschäftigt. 

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Leseprobe
Kapitel 2 Chipkarten-Betriebssysteme (S. 11-12)

Das Wesen einer Chipkarte wird weniger durch den implantierten Mikrocontroller als durch das darauf laufende Betriebssystem bestimmt. Erst das Betriebssystem schafft aus einem Stück Plastik mit eingebettetem Prozessor, Speicher und einigen Peripheriemodulen eine vollwertige Chipkarte mit den heute bekannten Einsatzmöglichkeiten. Die aktuellen Chipkarten-Betriebssysteme sind unveränderliche Bestandteile im ROMdes Mikrocontrollers. Sie nutzen große Teile des zur Verfügung stehenden RAMs und einen kleinen Teil des EEPROMs. Nahezu alle gebräuchlichen Chipkarten-Betriebssysteme bauen auf den Festlegungen der ISO/IEC 7816-Normenreihe auf.

Chipkarten-Betriebssysteme lassen sich in native und interpreterbasierte Betriebssysteme einteilen. Native Chipkarten-Betriebssysteme und darauf aufbauende Anwendungen laufen in der Maschinensprache des jeweiligen Zielprozessors ab. Sie sind üblicherweise in der Programmiersprache C erstellt und besitzen weder einen Interpreter noch einen Compiler zur Übersetzung von Programmen in die Maschinensprache des Zielprozessors. Interpreterbasierte Betriebssysteme sind ebenfalls zum Großteil in C geschrieben, die darauf aufsetzenden Anwendungen müssen jedoch nicht in der Maschinensprache des Zielprozessors erstellt werden, sondern können beispielsweise die interpretierte Programmiersprache Java nutzen. Deshalb verfügt diese Art von Betriebssystemen über einen Interpreter zur Umsetzung von Programmen in die Maschinensprache des Zielprozessors. Bekannte Vertreter von interpreterbasierten Betriebssystemen sind die Java Card, BasicCard und Multos.

2.1 Dateiverwaltung (file management)

Die Verwaltung von Dateien ist die zentrale Aufgabe eines Chipkarten-Betriebssystems. Unter Verwaltung versteht man zum einen die Bereitstellung von Lese- und Schreibzugriffen sowie die Anlage und das Löschen von Dateien und zum anderen die Vergabe und Überwachung der Zugriffsrechte. Die Bedeutung der Dateiverwaltung ist gerade deshalb so groß, weil die meisten Chipkarten-Anwendungen dateibasiert sind.

Nahezu alle Dateiverwaltungen von Chipkarten orientieren sich an den Festlegungen der ISO/IEC 7816-4. Diese legt einen maximal möglichen Funktionsumfang fest, der dann bei realen Chipkarten-Betriebssystemen so weit als notwendig implementiert wird.

2.1.1 Dateitypen (file types)

Dem Dateisystem einer Chipkarte liegt immer eine Baumstruktur mit einer Wurzel zugrunde. Das Wurzelverzeichnis einer Chipkarte, also das Analogon zu „c:" auf PCs, hat den Namen MF (master file) und kommt nur ein einziges Mal im Dateibaum der Chipkarte vor. Es hat die Eigenschaften eines Verzeichnisses, kann also keine Daten speichern, sondern nur weitere Verzeichnisse enthalten.
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis6
Vorwort12
Symbole und Notationen14
Abkürzungen16
Kapitel 1 Chipkarten im Überblick20
1.1 Systematik der Karten20
1.2 Kartenformate21
1.3 Kartenelemente22
1.4 Chipkarten-Mikrocontroller24
Kapitel 2 Chipkarten-Betriebssysteme30
2.1 Dateiverwaltung (file management)30
2.2 Kommandos38
2.3 Datenübertragung41
Kapitel 3 Einsatzgebiete50
3.1 Chipkarten-Systeme50
3.2 Einsatzmöglichkeiten51
3.3 Anwendungstypen52
Kapitel 4 Muster zu Grundlagen56
4.1 Datenschutz (data protection)56
4.2 Exportkontrolle63
4.3 Kryptoregulierung65
4.4 Normen66
4.5 Dokumente für Chipkarten-Systeme69
Kapitel 5 Muster zur Architektur82
5.1 Daten82
5.2 Kodierung von Daten84
5.3 Dateien84
5.4 Protokolldateien89
5.5 Prägung95
5.6 Schutz von Transaktionsdaten97
5.7 Reset-sicherer Zähler99
5.8 Proaktivität100
5.9 Authentisierungszähler102
5.10 Manuelle Echtheitsprüfung eines Terminals104
5.11 Verwaltung von PINs105
5.12 Einmalpasswörter107
5.13 Schlüsselmanagement (key management)111
5.14 Zustandsautomat für Kommandosequenzen112
5.15 Geschwindigkeitsverbesserung115
Kapitel 6 Muster zur Realisierung120
6.1 Anwendungsprinzipien120
6.2 Test131
6.3 Benutzerschnittstelle am Terminal137
6.4 Aufbau eines Kommandos139
6.5 Java Card144
Kapitel 7 Muster zum Betrieb162
7.1 Initialisierung und Personalisierung162
7.2 Migration166
7.3 Überwachung168
Kapitel 8 Chipkarten in der Praxis172
8.1 Akzeptanz172
8.2 Indizien für schwierige Chipkarten-Systeme175
8.3 Voraussetzungen für einfache Chipkarten-Systeme184
8.4 Fehler im Feld189
Kapitel 9 Diskussion von Fallbeispielen198
9.1 Karte im Kloster198
9.2 Karte für Zutritt201
9.3 Telemetriemodul209
9.4 Visitenkarte212
9.5 Karte als Diebstahlschutz216
9.6 Eintrittskarte219
9.7 PKI-Karte222
9.8 SIM225
Anhang 1 Beschreibung Java Card228
Anhang 2 Beschreibung BasicCard230
Literaturverzeichnis236
Stichwortverzeichnis240

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