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Java Card 與 Applet 開發入門：智慧卡基礎與應用

編輯：Java 程式設計入門

智慧卡概論

定義與核心價值

智慧卡（Smart Card）是在信用卡尺寸塑膠卡片上嵌入晶片，具備資料儲存與運算能力。透過讀卡機即可存取卡內資料。其核心價值在於：

個人識別性：晶片內唯一 ID 確認持卡人身分，替代傳統簽名/畫押
密文性：資料以加密形式儲存，部分卡片具備動態加解密運算能力

這兩大特性大幅提升交易便利性與安全性，廣泛應用於電信（SIM 卡）、金融（晶片金融卡）、運輸（悠遊卡/八達通）等領域。

智慧卡分類

類型	晶片架構	通訊協定	典型應用
接觸式記憶卡	無處理器，單純 EEPROM	同步通訊	IC 電話卡、預付儲值卡
接觸式 CPU 卡	含微處理器、作業系統 (COS)	非同步通訊 (ISO 7816 T=0/T=1)	金融卡、身分證、SIM 卡
非接觸式卡	CPU + 射頻天線	ISO 14443 Type A/B	大眾運輸、門禁、行動支付

Java Card 技術架構

核心特色

Java 子集：支援類別、繼承、介面、多型、例外處理；不支援動態類別載入、多執行緒、float/double、反射
APDU 通訊模型：遵循 ISO 7816-4，指令/回應配對 (CLA/INS/P1/P2/Lc/Data/Le)
Applet 隔離：多應用程式共存，透過防火牆機制隔離資料存取
生命週期管理：安裝→選取→執行→刪除，符合 GlobalPlatform 規範

開發流程

撰寫繼承 javacard.framework.Applet 的類別，實作 install()、process(APDU apdu)
使用 Java Card Development Kit 編譯 → 轉換為 CAP 檔
透過 GlobalPlatform 腳本或工具（如 GPShell、JCOP Tools）下載至卡片
編寫終端機應用程式（PC/SC、JSR 268）發送 APDU 指令互動

簡易 Applet 範例

package com.example;

import javacard.framework.*;

public class HelloCard extends Applet {
    private static final byte CLA_HELLO = (byte) 0xB0;
    private static final byte INS_SAY_HELLO = (byte) 0x01;
    private static final byte[] HELLO = "Hello Java Card!".getBytes();

    public static void install(byte[] bArray, short bOffset, byte bLength) {
        new HelloCard().register(bArray, (short) (bOffset + 1), bArray[bOffset]);
    }

    public void process(APDU apdu) {
        if (selectingApplet()) return;
        byte[] buffer = apdu.getBuffer();
        if (buffer[ISO7816.OFFSET_CLA] != CLA_HELLO) ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CLA_NOT_SUPPORTED);
        if (buffer[ISO7816.OFFSET_INS] != INS_SAY_HELLO) ISOException.throwIt(ISO7816.SW_INS_NOT_SUPPORTED);
        
        apdu.setOutgoing();
        apdu.setOutgoingLength((short) HELLO.length);
        apdu.sendBytesLong(HELLO, (short) 0, (short) HELLO.length);
    }
}