Разработка платформенно-независимого программного комплекса распределенной операционной системы для смарт-карт

• Автор: Шорин, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Основные исходные положения и анализ проблемной ситуации.

1.1 Операционные системы смарткарт

1.1.1 Понятие об операционной системе смарткарты

1.1.2 История индустрии смарткарт.

1.1.3 Эволюция операционных систем смарткарт

1.2 Выводы и постановка задачи.

Глава 2. Основы построения операционной системы для смарткарт, формализация и создание математической модели

2.1 Основы построения операционной системы смарткарты.

2.1.1 Ключевые узлы

2.1.2 Организация памяти.
2.1.3 Процессор
2.1.4 Файловая система.
2.1.5 Прикладные приложения
2.1.6 Интерпретатор языка высокого уровня
2.2 Формализованное представление операционной системы смарткарты
2.2.1 Исходные данные для построения модели
2.2.2 Используемый для описания математический язык
2.2.3 Константы и память.
2.3 Математическая модель интерпретатора инструкций операционной системы смарткарты
2.3.1 Инструкции как команды операционной системы
2.3.2 Выполнение инструкций
2.3.3 Жизненный цикл модели
2.4 Выводы.
Глава 3. Проектирование операционной системы для смарткарты.
3.1 Способы разработки многофункциональной операционной системы
3.2 Способы обеспечения функциональной эквивалентности между программой для смарткарты и ее копией на персональном компьютере.
3.3 Алгоритм применения принципа платформенной независимости при модульном распределении
3.4 Методика модульного распределения компонентов но признаку аппаратной зависимости.
3.5 Компонентноориентированное решение
3.5.1 Архитектура операционной системы.
3.5.2 Нотация имен в пакетах операционной системы
3.5.3 Структура и зависимости в 1ауапакетах.
3.5.4 Модульная расширяемость операционной системы.
3.5.5 Жизненный цикл операционной системы
3.5.6 Надстройка над вводомвыводом аппаратного обеспечения
3.5.7 Функции защиты и аутентификации
3.5.8 Файловая система.
3.5.9 Методика результирования при обработке команд
3.5. Обеспечение целостности данных в операционной системе.
3.5. Изоляция пакетов операционной системы.
3.5. Виртуальная машина
3.5. Идентификатор операционной системы
3.6 Выводы
Глава 4. Анализ разработки
4.1 Сравнительный анализ сконструированной операционной системы
4.1.1 Позиционирование и конфигурация.
4.1.2 Анализ эффективности
4.1.3 Преимущества и недостатки.
4.2 Выводы
Заключение
Литература


На основе принципа объектно-ориентированного программирования и методики модульного распределения компонентов системы по признаку аппаратной зависимости реализован модуль СЗМЛШМ. Анализ состояния проблемы построения программных комплексов для смарт-карт. Формализованное представление функциональности операционной системы смарт-карт. Математическая модель интерпретатора инструкций операционной системы смарт-карт. Алгоритм применения принципа платформенной независимости при модульном распределении компонент системы. Методика модульного распределения компонентов системы по признаку аппаратной зависимости, обеспечивающая инкапсуляцию аппаратнозависимых функций и выделение платформенно-независимых модулей в виде отдельной системы. Реализация платформенно-независимого программного комплекса распределенной системы для смарт-карт с применением принципа платформенной независимости, методики модульного распределения по признаку аппаратной зависимости и принципа объектно-ориентированного программирования. Глава 1. Операционные системы смарт-карт не являются операционными системами в том смысле, который вкладывают в это понятие пользователи и разработчики программного обеспечения для персональных компьютеров. Операционные системы смарт-карт не имеют функциональности Vindows, Ш1Х или даже БОБ. Они представляют собой программный комплекс, обеспечивающий выполнение определенного набора команд [1][2]. Энциклопедии определяют термин «операционная система», как «комплекс программ, постоянно находящихся в памяти ЭВМ, который организует управление устройствами машины и ее взаимодействие с пользователем» [1][3]. Это определение также адаптируется к смарт-картам. Пользователь -это терминал. Он подает команды смарт-карте и ожидает адекватных действий от нее. Смарт-карта осуществляет действия с памятью или с внутренними устройствами криптования. Поэтому комплекс, программ реализующий алгоритмы обработки команд терминала подходит под определение «операционной системы» смарт-карты. Определение «операционной системы» не регламентирует физический размер комплекса программ на носителе памяти. Однако есть ограничения, накладываемые на комплекс программ, называемых «операционной системой». Это обязательная функциональность, которую должна выполнять система, реализуя требуемые стандартами алгоритмы. Это основной критерий для комплекса программ, чтобы подходить под определение «операционной системы». Наиболее важной функцией операционных систем является обеспечение интерфейса между аппаратным обеспечением смарт-карты, таким как микропроцессор, сопроцессор или память, и программами, представляющими прикладное значение. Этот интерфейс способствует совместимости и переносимости прикладных программ. Это избавляет прикладные программы от необходимости взаимодействовать с аппаратным обеспечением напрямую, что неудобно при использовании аппаратных архитектур различных типов. Таким образом, операционная система предназначена играть роль прослойки между аппаратной и прикладной частью комплекса. Привычные операционные системы, такие как системы для персональных компьютеров, обеспечивают работу эргостических устройств, наподобие, монитора, клавиатуры или манипулятора мыши. Таким эргостическим интерфейсом для смарт-карты и ее операционной системы является полудуплексный последовательный канал передачи данных. Этот канал устанавливается между смарт-картой и терминалом, поддерживающим работу с ней. Работа терминала со смарт-картой представляет собой взаимоотношения «ведущего» и «ведомого». Ведущим» выступает в данном случае терминал, а «ведомым» смарт-карта. Смарт-карта никогда не может работать в активном режиме. Вместо этого ее работой управляет терминал. Последовательность работы следующая: терминал посылает команду смарт-карте, смарт-карта выполняет команду, возвращает результат, если он есть, терминалу и ожидает другую команду. Терминал является расширением эргостического интерфейса. Самыми привычными примерами терминалов могут быть банковский аппарат, мобильный телефон или специальный считыватель персонального компьютера.