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• Dokumentation
• Vorlesungsfolien Programmieren von Java SmartCards

Der Lehrstuhl Softwaretechnik und Programmiersprachen bietet im WS 2005/06 die Veranstaltung "Programmieren von Java Smartcards" (integrierte V + Ü) an.

Inhalt:
Smartcards (Chipkarten mit einem Prozessor) erhalten immer größere Verbreitung. Sie sind flexibler und sicherer als Karten mit Magnetstreifen und erobern sich einen riesigen Zukunftsmarkt von Anwendungen. Der neueste Trend geht in Richtung multi-applikativer Karten, die mehrere `Anwendungen' enthalten, und auf die dynamisch neue Anwendungen geladen werden können. Beispiele hierfür sind digitale Unterschrift, elektronische Geldbörse, intelligente Tickets, Loyalty Cards etc. Die Veranstaltung bietet einen Einstieg in die neueste Chipkartentechnologie. Für die Programmierung wird die Sprache JavaCard verwendet, die eine Teilmenge von Java ist. Da eine Chipkarte nur sehr beschränkte Ressourcen hat, ist das Einsparen von Speicherplatz oberstes Gebot. Neben der korrekten Programmierung ist das richtige Design der Kommunikationsprotokolle (zum Schutz vor Hackern, dem Verlust von Daten usw.) mindestens genauso wichtig.Die Veranstaltung ist eine integrierte Vorlesung und Übung. In dem Vorlesungsteil werden Kenntnisse in JavaCard, der Chipkartentechnologie, dem Design der Anwendungsprotokolle und in kryptographischen Methoden vermittelt. In dem praktischen Teil wird am Rechner (und Chipkartenleser) eine innovative Anwendung (elektronische Bahnfahrkarten, die es in dieser Form noch nicht gibt) erstellt. Dabei müssen die Protokolle spezifiziert und die Chipkarte sowie die Terminals mit GUI programmiert werden.Als Chipkarten werden Java SmartCards von Gemplus eingesetzt, die 64 K EEPROM, 3DES und 1024 Bit RSA bieten. Es wird voraussichtlich drei Aufgaben geben: Programmieren eines einfachen Spiels (Mastermind), einer aufladbaren Kopierkarte und einer elektronischen Bahnfahrkarte.

Aktuell: Die Noten der Teilnehmer vom Wintersemester 2005/2006 sind im STUDIS System eingetragen.

Wichtig: Bis zum 11.02. muß jedes Team einen Termin für die Abnahme in der Woche vom 13.02. - 17.02. persönlich ausmachen.

Wert: 8 Leistungspunkte, Scheinerwerb: Erfolgreiche Teilnahme an den Übungen, Hausarbeit, Abschlußprüfung

Vorkenntnisse:

• Unbedingt erforderlich: Programmierkenntnisse in Java, Software-Engineering (Info II, Sopra, Softwaretechnik)
• Nicht erforderlich: Kenntnis kryptographischer Protokolle

Termine:

• Vorlesung Freitags, 12:30 - 14:00 Uhr 1005 (NW1)
• Übungen: Montags, 8:30 - 10:00, 10:15 - 11:45, 14:15 - 15:45, 16:00 - 17:30 Uhr
• Jeder Teilnehmer muss an zwei von diesen Terminen Zeit haben.

Anmeldung STUDIS: Wie angekündigt, muss sich jeder im STUDIS anmelden. Der Zeitraum dafür ist vom 05.01. (00.01 Uhr) - 12.01. (23.59 Uhr). Spätere Anmeldungen werden nicht mehr berücksichtigt!

Anmeldung: Wie und ab wann die Anmeldung stattfindet, wird in der ersten Vorlesung bekanntgeben werden, die Anmeldung muß aber immer in Zweiergruppen erfolgen (update 17.10.).

Ansprechpartner: Matthias Güdemann Tel.: 0821/598-2176, Zimmer 2031, NW 1

Unterlagen

Die FAQ enthält einige Fragen und Antworten, die während des Praktikums öfter aufgetreten sind und wird ständig erweitert.

Dokumentation

Die folgende Doku wird hier zur Verfügung gestellt, damit der Zugriff während des Semesters immer gewährleistet ist. Es gelten die entsprechenden Copyrights der Autoren/Firmen.

• Leitfaden zur Programmierung und Spezifikation (latex-template)
• GettingStarted - GemXpresso Tutorial (pdf).
• UserGuide für das GemXpresso RAD III toolkit (pdf).
• Java Card Applet Developer's Guide (pdf, 62 Seiten). Dieses Dokument sollte man unbedingt lesen. Es enthält in Kürze die Einschränkungen von JavaCard gegenüber Java. Ausserdem wird der Applet live cycle, der Umgang mit APDUs usw. beschrieben. Interessant sind die ersten drei Kapitel. (Das File system ist für uns uninteressant, die Kryptographie veraltet.)
• JavaCard 2.1.1 API (pdf). Die API für die Karte - leider nur als PDF.
• JavaCard 2.1 API (html). JavaCard 2.1 ist gegenüber 2.1.1 etwas veraltet, besonders bei der Kryptographie. Im Zweifelsfalle muss man also im PDF nachsehen.
• Programming Satan's Computer (pdf) von Ross Anderson und Roger Needham. Ein sehr hübscher einführender Artikel über die Fallstricke kryptographischer Protokolle. Sollte man unbedingt lesen.
• A Logic of Authentication (pdf) von Michael Burrows, Martin Abadi und Roger Needham. Analysiert diverse Authentisierungsprotokolle mit einer etwas gewöhnungsbedürftigen Logik.
• RSA Security - PKCS#1 (externer Link). Hier kann man Spezifikationen über RSA und anderes im Original nachlesen.
• Openplatform Card Specification 2.0.1 (pdf) Für alle, die genau wissen wollen, wie das Laden von Applets funktioniert.
• JavaCard 2.1.1 Runtime Environment Specification (pdf) mit weiteren Details zu Applets
• JavaCard 2.1.1 Virtual Machine Specification (pdf) - wer alles über Bytecode, CAP Dateien etc. wissen will

   

  Wichtig:Die Projekte müssen jedes Mal ins CVS repository eingecheckt werden. Die Rechner werden anderweitig benutzt und die lokalen Projekte werden gelöscht! Dazu gehoeren insbesondere auch die Bibliotheken (applet-libs / gemplus-libs / swt-terminalinterface). Diese muessen in das Projektverzeichnis kopiert und im CVS abgelegt werden.

   

  ISO Statusworte

  Diese Liste enthält die JavaCard-Definitionen des ISO-Standard. Folgende Liste wird im javacard.framework.ISO7816 definiert:

  90 00	No Error	SW_NO_ERROR
  61 00	Response bytes remaining	SW_BYTES_REMAINING_00
  67 00	Wrong length	SW_WRONG_LENGTH
  69 82	Security condition not satisfied	SW_SECURITY_STATUS_NOT_SATISFIED
  69 83	File invalid	SW_FILE_INVALID
  69 84	Data invalid	SW_DATA_INVALID
  69 85	Conditions of use not satisfied	SW_CONDITIONS_NOT_SATISFIED
  69 86	Command not allowed	SW_COMMAND_NOT_ALLOWED
  69 99	Applet selection failed	SW_APPLET_SELECT_FAILED
  6A 80	Wrong data	SW_WRONG_DATA
  6A 81	Function not supported	SW_FUNC_NOT_SUPPORTED
  6A 82	File not found	SW_FILE_NOT_FOUND
  6A 83	Record not found	SW_RECORD_NOT_FOUND
  6A 84	Not enough memory space in the file	SW_FILE_FULL
  6A 86	Incorrect parameters (P1,P2)	SW_INCORRECT_P1P2
  6B 00	Incorrect parameters (P1,P2)	SW_WRONG_P1P2
  6C 00	Correct Expected Length (Le)	SW_CORRECT_LENGTH_00
  6D 00	INS value not supported	SW_INS_NOT_SUPPORTED
  6E 00	CLA value not supported	SW_CLA_NOT_SUPPORTED
  6F 00	No precise diagnosis	SW_UNKNOWN

  
  
  

  Weitere Definitionen für APDUs in javacard.framework.ISO7816

  CLA_ISO7816	0	Class-byte für ISO-konforme APDUs
  INS_EXTERNAL_AUTHENTICATE	0x82	Instruction für das external_authenticate Kommando
  INS_SELECT	0xA4	Instruction für das select Kommando
  OFFSET_CLA	0	Index in den APDU-Buffer für das Class-Byte
  OFFSET_INS	1	Index in den APDU-Buffer für das Instruction-Byte
  OFFSET_P1	2	Index in den APDU-Buffer für Parameter 1
  OFFSET_P2	3	Index in den APDU-Buffer für Parameter 2
  OFFSET_LC	4	Index in den APDU-Buffer für Lc bzw. Le-Byte
  OFFSET_CDATA	5	Index in den APDU-Buffer wo die eigentlichen Daten beginnen

  Spezielle Statusworte des GemXpresso Pro R3 Cardmanagers

  Folgende (spezifische) Statusworte könnte der Cardmanager bzw. die Java virtuelle Maschine noch zurückliefern:

  61 XX	Normal processing, XX number of bytes still available
  62 83	Selected applet blocked
  63 00	Cryptogram not verified
  63 10	More data available
  65 81	Memory failure
  67 00	Incorrect length
  69 82	Security status not satisfied
  69 85	Command conditions not satified
  69 99	Command failed and no more applets are selected
  6A 80	Incorrect data: unknown criteria or incorrect AID length
  6A 81	Function not supported
  6A 82	Applet not found in the selected application
  6A 84	Insufficient memory
  6A 86	Incorrect P1, P2
  6A 88	No element matches the search criteria
  6B 00	Incorrect P1 or P2 parameter
  6C XX	Only XX bytes of data are available
  6D 00	Unknown instruction code
  6E 00	Incorrect instruction class
  6F 00	No specific diagnosis (Exception im Applet)
  6F 80	Stack Overflow (?)
  90 00	Command processed without error
  92 40	Memory problem
  94 02	Acess out of range
  94 84	Algorithm not supported
  94 85	Invalid key check value
  9F XX	XX bytes of data available

   

weitere Informationen zu der Lehrveranstaltung:

empfohlenes Studiensemester der Lehrveranstaltung:	Hauptstudium
Fachrichtung Lehrveranstaltung:	Informatik
Nummer der Lehrveranstaltung:	07040
Dauer der Lehrveranstaltung:	2 SWS
Typ der Lehrveranstaltung:	V - Vorlesung
Leistungspunkte:	8 LP für WV + Ü
Bereich:	Softwaretechnik und Programmiersprachen
Prüfung:	Mündliche Prüfung
Begleitende Lehrveranstaltung(en):	07041
Semester:	WS 2005/06