Java Card

Java Card é uma tecnologia que permite que pequenos aplicativos (applets) baseados em plataforma Java sejam executados com segurança em smart cards e dispositivos similares com limitações de processamento e armazenamento, como o Java Ring.

O Java Card é amplamente utilizado em cartões SIM (usados em celulares GSM) e em caixas eletrônicos. O primeiro Java Card foi apresentado em 1997 por várias empresas, incluindo uma divisão da extinta Schlumberger Limited (divididas em Axalto e Gemplus, que terminaram por se fundir).

Os produtos Java Card são baseados nas especificações da Plataforma Java Card desenvolvidas pela Sun Microsystems, e suas principais características são portabilidade e segurança.

Principais características

Interoperabilidade: escreva uma vez e rode em qualquer cartão inteligente que seja Java Card;
Seguro: além do ambiente de execução seguro herdado de J2SE, Java Card implementa diversas funções criptográficas, aproveitando as funções dos cartões inteligentes como tokens criptográficos;
É Java! Aproveite seus conhecimentos J2SE para desenvolver para cartões inteligentes!
Capacidade de múltiplos aplicativos no mesmo cartão inteligente: imagine poder ter no mesmo cartão serviços dos correios, banco, telefonia, vale-refeição, etc. Este tipo de ambiente proposto pela plataforma Java Card oferece isso possibilitando inúmeras oportunidades de negócio;
Dinâmico: é possível instalar um novo applet que já foi distribuído. Imagine que se uma entidade precisar atualizar o serviço no cartão de seus clientes, não precisará mais enviar o mesmo novamente, na próxima vez que o cartão for inserido no terminal, a atualização será procedida;
Compatível com padrões da indústria: toda a framework suporta a norma ISO 7816 que define diversos padrões sobre cartões inteligentes. Você tem celular GSM? Java Card suporta padrões relacionados a telecomunicações também de modo que hoje boa parte dos SIM Cards no Brasil são Java Cards.

Limitações

Segundo Zavadski(2009) uma das primeiras coisas que podemos pensar é como uma linguagem tão poderosa como Java pode executar num hardware tão limitado? Claro que se trata de uma versão enxuta de Java, o que conhecemos por subconjunto (subset) da linguagem. Veja abaixo a lista de recursos não suportados:

Carga dinâmica de classes
Security Manager
Finalization
Threads
Cloning
Controle de acesso nos pacotes
Keywords: native, synchronized, transient, volatile, strictfp
Classe: System

Processo de desenvolvimento

Primeiro você baixa o Sun Java Card Development Kit, prepara o ambiente (veja mais no nas referências no final do artigo) então você:

Escreve o .java normalmente no seu editor preferido.
Compila com javac
Converte com a ferramenta Converter (Disponível no JCRE)
Simula (opcional) com o JCWDE (Disponível no JCRE) ou C-JRE (Disponível no JCRE)
Instala no cartão inteligente

Arquivo CAP

Em Java Card, o arquivo central não é o .class mas sim o .cap, resultado da conversão de um pacote de .class através da ferramenta Converter.

Java Card HelloWorld

Para finalizar, que tal um HelloWorld? Perceba que o exemplo usa valores hexadecimais (bytes) para enviar uma mensagem APDU (Application Protocol Data Unit) e que existem métodos como select(), install(), deselect(), process(). Estes métodos estão relacionados ao ciclo de atividade e vida de um applet.

 /*
 * Package:  br.com.igormedeiros
 * Filename: HelloWorldJC.java
 * Class:    HelloWorldJC
 * Date:     [[8 de maio]] de [[2005]] 14:55:52
 *
 */
 
 package br.com.igormedeiros;
 
 import javacard.framework.*;
 
 /**
 *
 * Class HelloWorldJC
 *
 */
 
 public class HelloWorldJC extends javacard.framework.Applet {
 
 // CLA Byte
 
 final static byte HELLO_CLA = (byte) 0xB0;
 
 // Verify PIN
 
 final static byte INS_HELLO = (byte) 0x20;
 
 public static void install(byte[] bArray, short bOffset, byte bLength) {
 
  (new HelloWorldJC()).register(
 
   bArray,
 
   (short) (bOffset + 1),
 
   bArray[bOffset]);
 
 }
 
 // processa o comando APDU
 
 public void process(APDU apdu) {
 
  byte[] buffer = apdu.getBuffer();
 
  if ((buffer[ISO7816.OFFSET_CLA] == 0)
 
   &amp;&amp; (buffer[ISO7816.OFFSET_INS] == (byte) (0xA4)))
 
   return;
 
  // Validate the CLA byte
 
  if (buffer[ISO7816.OFFSET_CLA] != HELLO_CLA)
 
   ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CLA_NOT_SUPPORTED);
 
  // Select the apropriate instruction (Byte INS)
 
  switch (buffer[ISO7816.OFFSET_INS]) {
 
   case INS_HELLO :
 
    getHello(apdu);
 
    return;
 
   default :
 
    ISOException.throwIt(ISO7816.SW_INS_NOT_SUPPORTED);
 
  }
 
 }
 
 /**
 
  * @param apdu
 
  * @author Igor Medeiros
 
  * Get user id attribute
 
  */
 
 private void getHello(APDU apdu) {
 
  // cadeia de bytes com a mensagem: "hello world Java Card"
 
  byte[] hello =
 
   {
 
    'h',
 
    'e',
 
    'l',
 
    'l',
 
    'o',
 
    ' ',
 
    'w',
 
    'o',
 
    'r',
 
    'l',
 
    'd',
 
    ' ',
 
    'J',
 
    'a',
 
    'v',
 
    'a',
 
    ' ',
 
    'C',
 
    'a',
 
    'r',
 
    'd' };
 
  // informa ao JCRE que será enviado uma resposta
 
  short le = apdu.setOutgoing();
 
  short totalBytes = (short) hello.length;
 
  // informa ao JCRE o tamanho da mensagem em bytes
 
  apdu.setOutgoingLength(totalBytes);
 
  // envia a mensgem para o host
 
  apdu.sendBytesLong(hello, (short) 0, (short) hello.length);
 
  }
 
 }

Testando

Após enviar comando de select, envie o seguinte comando: B0 20 00 00

A saída será: 68 65 6C 6C 6F 20 77 6F 72 6C 64 20 4A 61 76 61 20 43 61 72 64 90 00

Ligações externas