Chipkarten-Anwendungen - Entwurfsmuster für Einsatz und Programmierung von Chipkarten

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.