《電子技術(shù)應(yīng)用》
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SCWS技術(shù)在圖形化界面卡的接口及其應(yīng)用
摘要: 隨著移動通信技術(shù)3G時代的到來,三大電信運營商相繼推出了全新的3G業(yè)務(wù),其中增值業(yè)務(wù)將取代語音業(yè)務(wù)成為電信運營商的主要收入。但如何利用3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢采用與2G時代不同的市場推銷手段,三大電信運營商不約而同地采用了多媒體技術(shù)作為主要推介手段,確保用戶獲悉并使用3G新業(yè)務(wù)。
關(guān)鍵詞: 接口IC SIM卡 3G GPRS EDGE
Abstract:
Key words :

    1 引言

  隨著移動通信技術(shù) 3G 時代的到來,三大電信運營商相繼推出了全新的3G 業(yè)務(wù),其中增值業(yè)務(wù)將取代語音業(yè)務(wù)成為電信運營商的主要收入。但如何利用3G 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢采用與2G 時代不同的市場推銷手段,三大電信運營商不約而同地采用了多媒體技術(shù)作為主要推介手 段,確保用戶獲悉并使用3G 新業(yè)務(wù)。

  圖形化界面 SIM 卡不同于原來的僅借用SMS 短信技術(shù)[1],而是使用戶可以通過手機上 的瀏覽器,訪問儲存在SIM 卡上的數(shù)據(jù)信息,發(fā)現(xiàn)并選擇運營商的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);同時運營商可以利用后臺服務(wù)器,及時更新數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),也可將用戶群體細分,達到個性化業(yè)務(wù)推介和體 驗。圖形化界面SIM 卡采用SCWS(Smart Card Web Server,智能卡網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器)技術(shù),將 Internet、移動網(wǎng)絡(luò)、移動服務(wù)器平臺結(jié)合起來,依靠3G 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速度,將各類應(yīng)用 放在SIM 卡中,用戶只需更換手機的SIM 卡達到使用這些應(yīng)用的目的,使運營商掌握新增值業(yè)務(wù)推介的主動權(quán)。 本文介紹基于 SCWS 技術(shù)的圖形化界面SIM 卡的系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境、接口技術(shù)、安全協(xié)議。

  2 圖形化界面卡

  早期的手機SIM 卡主要作為個人的身份認證與識別信息的載體,隨著芯片技術(shù)的快速 發(fā)展和移動技術(shù)的發(fā)展,手機SIM 卡已日益成為增值業(yè)務(wù)、電子商務(wù)等移動業(yè)務(wù)的載體, 目前運營商在現(xiàn)有的SIM 卡中,已經(jīng)置入了品牌服務(wù)、超級號碼本、地圖、目錄等本地服務(wù),也采用短信方式對其進行更新,但其可視性及速度不盡人意。

  圖形化界面 SIM 卡使得用戶利用手機上的瀏覽器,以圖形方式瀏覽預(yù)儲存在圖形化界 面SIM 卡中的音樂、鈴聲、視頻等,在離線媒體庫中試用感興趣的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),引導(dǎo)用戶選擇并購買該項業(yè)務(wù);運營商在閑時可以根據(jù)業(yè)務(wù)推廣情況,細分用戶群,及時更新圖形化界 面SIM 卡中的離線媒體庫,確保運營商快速推廣新業(yè)務(wù)、提高數(shù)字服務(wù)的收入。

  3 系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境

  圖形化界面 SIM 卡系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境[2]如圖1 所示。

  1) 遠端管理服務(wù)器:該服務(wù)器是定位于 SCWS 的OTA(Over-The-Air 空中下載)服 務(wù)器,用來實現(xiàn)SIM 卡上內(nèi)容的及時更新、管理、統(tǒng)計等;

  2) 支持 SCWS 的手機終端:用于手機終端與SIM 卡間的通信,實現(xiàn)手機終端對卡片的內(nèi)容訪問,符合OMA-Smart_Card_Web_Server-V1_0-20080421-A [2]規(guī)范中的 SCWS Gateway(SCWS 門戶)軟件的所有必須功能要求;同時符合該規(guī)范要求,對外提供一個3516(HTTP),4116(HTTPS)端口,并代理SCWS 卡作為HTTP-server 的服務(wù);

  3) 圖形化界面 SIM 卡:預(yù)置由開放移動聯(lián)盟(OMA)定義的SCWS 應(yīng)用,該應(yīng)用定 位于SIM 卡端的HTTP/1.1 的WEB 服務(wù)器,向手機終端HTTP 客戶端軟件提供靜 態(tài)(xHTML 和相關(guān)文件)和動態(tài)(由servlets 生成)的數(shù)據(jù)信息,實現(xiàn)了手機終 端與圖形化界面SIM 卡的通信,實現(xiàn)了邏輯分離而不必依賴于目前基于電信的通信;同時允許開放移動聯(lián)盟(OMA)定義的完全管理協(xié)議(Full Admin Protocol) 來管理圖形化界面SIM 卡的內(nèi)容。

 
  圖 1 SCWS 應(yīng)用環(huán)境

  SCWS 工作模式有兩類,即服務(wù)器模式和客戶端模式:

  1) 服務(wù)器端模式:當終端瀏覽器對圖形化界面SIM 卡作本地瀏覽時,SCWS 處于BIP (Bearer Independent Protocol,承載無關(guān)協(xié)議)服務(wù)器模式;通過BIP 協(xié)議,手機 終端允許圖形化界面SIM 卡和遠程服務(wù)器之間進行透明的數(shù)據(jù)傳輸,更有利于實 現(xiàn)高速移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸。此時,SCWS 為手機瀏覽器提供靜態(tài)(xHTML 和相關(guān)文件)和動態(tài)(由Servlets 生成)的內(nèi)容。Servlet 是一個標準Java 卡小應(yīng)用 (JavaCard Applet),它允許圖形化界面SIM 卡提供使用追蹤、廣告橫幅管理、動 態(tài)頁面生成等服務(wù);

  2) 客戶端模式:運營商/服務(wù)提供商通過遠程服務(wù)器對圖形化界面SIM 卡進行更新時, SCWS 處于BIP 客戶端模式。此時,移動運營商可以定期更新SIM 卡的本地化內(nèi)容。手機終端用戶也可以主動向服務(wù)器發(fā)起更新請求,從服務(wù)器上獲取數(shù)據(jù),此時SCWS 同樣也工作在客戶端模式。

  4 系統(tǒng)通信接口

  在本系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境中有兩種通信:圖形化界面 SIM 卡與遠端管理服務(wù)器;圖形化界面 SIM 卡與手機終端[3]。

  4.1 圖形化界面SIM 卡與遠端管理服務(wù)器的通信接口

  即 SCWS 與遠端管理服務(wù)器的通信接口,用來實現(xiàn)管理SCWS 內(nèi)容,或更新SCWS 的 配置。使用HTTP 協(xié)議或BIP 客戶端模式,遵循OMA 定義的完全管理協(xié)議(Full Admin Protocol)來打開SCWS 和遠端管理服務(wù)器間的通道,也可使用HTTPs 定義的安全通道。

  4.2 圖形化界面SIM 卡與手機終端的通信接口

  即 SCWS 與手機終端的通信接口,用來實現(xiàn)手機終端瀏覽器對圖形化界面SIM 卡作本 地瀏覽。使用HTTP 協(xié)議或BIP 服務(wù)器端模式。

  SCWS 與手機終端的接口運行在一個邏輯獨立的通信通道上,該通道獨立于電信通道, 使手機應(yīng)用程序可與智能卡內(nèi)運營商部署的SCWS 通信。

SCWS 與手機終端使用HTTP 協(xié)議通信。手機終端瀏覽器不需要任*增功能來呈現(xiàn) SCWS 內(nèi)容。手機終端上的應(yīng)用程序可以通過IP 地址連接SCWS。SCWS 采用開放式體系 結(jié)構(gòu),允許選用多種“智能卡-手機”協(xié)議作為傳輸HTTP 請求與應(yīng)答的本地承載。SCWS 響應(yīng)來自手機終端內(nèi)置的HTTP 應(yīng)用程序(如,瀏覽器)的HTTP 請求。

  手機終端通過內(nèi)置的網(wǎng)關(guān)訪問SCWS,該網(wǎng)關(guān)將TCP/IP 協(xié)議轉(zhuǎn)化為手機終端和智能卡 間的本地傳輸協(xié)議,HTTP 的請求與應(yīng)答是通過手機終端與智能卡間的本地傳輸協(xié)議直接送 至SCWS。由終端內(nèi)部傳遞給SCWS 的本地訪問URL 被分配了兩個TCP 端口:HTTP 端口 3516 和HTTP 端口4116。

         SCWS 與移動手機HTTP 應(yīng)用通信使用兩種協(xié)議:BIP 服務(wù)器模式;TCP/IP 傳輸協(xié)議。
  1) BIP 服務(wù)器模式 如果智能卡沒有自己的 IP 地址并且不直接支持TCP/IP 協(xié)議,終端內(nèi)的BIP 網(wǎng)關(guān)可被用作協(xié)議轉(zhuǎn)換器。TCP/IP 協(xié)議用于實現(xiàn)終端內(nèi)的HTTP 應(yīng)用程序與BIP 網(wǎng)關(guān)間的通信;BIP 協(xié)議用于BIP 網(wǎng)關(guān)和智能卡間的通信。

  移動手機中的 HTTP 應(yīng)用程序(如,瀏覽器)將回送的IP 地址用作BIP 網(wǎng)關(guān)尋址。BIP 網(wǎng)關(guān)*SCWS,必須打開兩個端口:為來自手機的HTTP 應(yīng)用程序的HTTP 請求打開端口; 為HTTP over TLS(HTTPs)請求打開端口。 當一個手機中的HTTP應(yīng)用程序經(jīng)BIP 網(wǎng)關(guān)連接到SCWS并開始進行數(shù)據(jù)交換時,SCWS 可以打開另外的BIP 通道(使用Open Channel 命令),以允許手機中其他HTTP 應(yīng)用程序連接到SCWS,實現(xiàn)多個應(yīng)用程序的同時連接。

  2) TCP/IP 傳輸協(xié)議 如果智能卡擁有自己的 IP 地址并直接支持TCP/IP,而且手機終端支持來自智能卡的直 接IP 訪問,TCP/IP 則被視作手機上HTTP 應(yīng)用程序和卡上SCWS 間通信的首選協(xié)議。

  有一組預(yù)先設(shè)置的端口:用于 HTTP 通信的80 端口和用于HTTPS 通信的443 端口是 默認端口。這種情況下終端中的HTTP 應(yīng)用程序可以不依賴手機內(nèi)置BIP 網(wǎng)關(guān)而直接與 SCWS 通信。因此,SCWS 將*默認端口和安全端口,以響應(yīng)來自手機的HTTP 請求和 HTTP over TLS 請求。

  5 安全協(xié)議

  為保證傳輸?shù)陌踩?,采用傳輸層安全TLS(Transport Layer Security)為通信的雙方提供一種安全可靠的傳輸機制,以保證傳輸?shù)乃矫苄院屯暾裕部筛鶕?jù)要求采用單向或雙向 認證。TLS 工作于客戶端-服務(wù)器方式,其中發(fā)起認證的一端稱為客戶端,響應(yīng)的一端稱為服務(wù)器。大多數(shù)情況下,TLS 客戶端使用公共密鑰證書方式來認證服務(wù)器,而雙向認證可以 使用公共密鑰證書方式,或者是預(yù)共享密鑰PSK-TLS 方式。

  SCWS 作為本地的HTTPS 服務(wù)器時,必須能夠采用公共密鑰實現(xiàn)HTTP over TLS,也可以采用PSK-TLS 實現(xiàn)HTTP over TLS。

  1) 采用 PSK-TLS 方式的HTTP over TLS

  在SCWS 和已連接的主機(如遠程管理服務(wù)器)間共享一個對稱密鑰時,采用PSK-TLS。

  SCWS 必須支持下列加密算法:

  TLS_PSK_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA [PSK-TLS]

  TLS_PSK_WITH_AES_128_CBC_SHA [PSK-TLS]

  2) 公共密鑰對和設(shè)備證書

  SCWS 應(yīng)該能使用一個公共鑰密鑰對,并把它們保存在安全的區(qū)域,這些密鑰只能用于 TLS 的實現(xiàn)或卡應(yīng)用的驗證,這是由卡發(fā)行者的內(nèi)部安全策略決定的。SCWS 也應(yīng)該為公共密鑰嵌入一個設(shè)備證書,該設(shè)備證書由卡發(fā)行者提供并由權(quán)威發(fā)行者簽署。

  公共密鑰對和設(shè) 備證書應(yīng)該用于服務(wù)器在TLS 上的認證(如TLS 二級認證)。 如果 SCWS 采用公共密鑰對和設(shè)備證書,則必須支持下列所有的加密算法:

  TLS_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA

  TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA

  SCWS 必須支持采用TLS1.0 的服務(wù)器認證,并且應(yīng)該能采用WAP profiled X.509 服務(wù)器證書[WAPCert]。

  3) 支持 TLS 擴展

  由于容量限制或者帶寬限制, SCWS 必須確定一個較小的最大片段長度,擴展允許使用以下定義的片段長度(默認值是2^14):

  2^9(1), 2^10(2), 2^11(3), 2^12(4), (255)

  卡管理代理可以使用[RFC3546]定義協(xié)商的最大片段長度,管理服務(wù)器需要支持 [RFC3546]定義協(xié)商的最大片段長度,連接到SCWS 的HTTP 客戶端可以使用[RFC3546]定義協(xié)商的最大片段長度,SCWS 需要支持[RFC3546]定義協(xié)商的最大片段長度,也可以支持 最小到512byte 的最大片段長度。如果客戶端沒有協(xié)商定義,SCWS 需要接受預(yù)先定義的16K 作為TLS 片段長度。

  4) 會話恢復(fù)

  SCWS 應(yīng)該支持TLS 定義的會話恢復(fù),能夠使用更長的會話周期(如12 小時)。會話 恢復(fù)流程應(yīng)該遵守TLS1.0 中的相關(guān)定義。

6 總結(jié)

  圖形化界面 SIM 卡技術(shù)的使用突破了以往SIM 卡只能支持SMS 短信類業(yè)務(wù)的局限, 將圖形界面引入到SIM 卡中,支持GPRSEDGE、UMTS 類數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的推廣,使用戶不必連接網(wǎng)絡(luò),即使在網(wǎng)絡(luò)無法覆蓋的區(qū)域也可使用,并且不產(chǎn)生任何費用;同時運營商可 按需定制SIM 卡,及時更新智能卡網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器SCWS 內(nèi)容,可跟蹤、統(tǒng)計用戶的使用行為, 定期發(fā)送到服務(wù)器統(tǒng)計分析,以實時調(diào)整業(yè)務(wù)推廣策略,為運營商創(chuàng)造了展示最佳服務(wù)和解決方案的可控平臺,助推3G 業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。

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