基于eem的网络智能卡及其应用研究

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1、华中科技大学硕士学位论文基于EEM的网络智能卡及其应用研究姓名：周方圆申请学位级别：硕士专业：工业工程指导教师：吴俊军20090523华中科技大学硕士学位论文摘要网络智能卡是一种可以通过标准网络协议与计算机进行通讯的智能卡。通过对TCP/IP协议的支持，采用网络智能卡的系统可以省略传统智能卡系统中较为复杂的中间协议转换部件，从而大大简化智能卡系统的结构。因而可以在缩减成本的同时，有效提高智能卡系统的安全性和响应速度。然而，智能卡硬件资源紧张，且其基于ISO7816的物理接口传输速度有限。因此，如何在智能卡内部实现高效因特网协议栈的同时解决数据接口问题是网络智能卡的关键所在。本文参考现有的

2、智能卡模型及嵌入式系统设计了基于EEM的网络智能卡模型（EEM-NSC）。相比传统智能卡，该模型增加了TCP/IP及SSL/TLS协议栈，这使EEM网络智能卡作为独立网络节点与远程计算机进行安全数据交互成为可能。同时，采用USB-EEM作为数据接口，很好的解决了传统智能卡接口速率慢的问题。具体而言，本文工作内容和所取得的研究成果如下：(1)参考现有的智能卡模型及嵌入式技术提出了EEM-NSC模型，并对其模块及工作流程进行了详细设计。(2)对标准TCP/IP协议栈进行了针对性的裁剪和优化，使其在资源有限的智能卡环境中也能有较好的表现。针对协议栈内使用频繁的缓冲区，本文单独设计了链式缓冲区机制

3、，进一步缩减了协议栈的内存消耗。(3)设计了一种基于共享缓存的SSL/TLS协议栈。该协议栈以传统SSL/TLS协议栈为基础进行了重新布局和优化。共享缓存机制的引入可以减少平均内存复制次数，从而有效提高协议栈的时间空间效率。(4)设计了基于EEM网络智能卡的安全在线交易模型，以验证EEM网络智能卡在部署上的便利性及安全方面的优势。关键词：网络智能卡EEMTCP/IPSSL/TLS在线交易I华中科技大学硕士学位论文AbstractNetworkSmartCardisthesmartcardthatcancommunicatewithhostcomputersorremotecompu

4、tersviastandardInternetprotocols.ThecomplicatedmiddlewarenecessaryintraditionalsystemscanbethrownawaywhenaNSCwithinternalTCP/IPprotocolsupportisavailable.Inthisway,thesecuritycanbeenhancedandtheresponsetimecanbespeededup,whilethecostisreduced.Nevertheless,thehardwareresourceinsmartcardisprettylimi

5、tedandthecommunicationspeedovertheISO7816interfaceisveryslow.Therefore,howtosolvetheaboveproblemsisthemainconcern.AnEEM-basedNSCmodel(EEM-NSC)isdesignedbyreferringtoexistingsmartcardmodelsandembeddedsystems.WiththeadditionofTCP/IPandSSL/TLSprotocolstacks,thismodelallowstheEEM-NSCtoactasanindepende

6、ntnetworknodeindataexchangingbetweencomputersindistance.WithaUSB-EEMasitsinterface,theDataTransferRate(DTR)ofanEEM-NSCcanbeimprovedobviously.Theachievementsofthisdissertationaredepictedasfollowing.(1)TheideaofEEM-NSCanditsinternalmechanismarebroughtoutbyreviewingtraditionalsmartcardmodelandembedde

7、dsystem.(2)Anewchained-bufferbasedTCP/IPstackispresentedbyoptimizingandsimplifyingstandardTCP/IPprotocol.Asforthebufferareawhichisfrequentlyused,aspecialdesignisgiventoreduceitsmemoryconsumption.(3)AShared-buffer