[發明專利]一種Java Card虛擬機運行環境及內存管理方法

在審

• 申請號: 202011597764.5
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112698912A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 張麒
• 申請（專利權）人: 成都融微軟件服務有限公司
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 北京科石知識產權代理有限公司 11595
• 代理人: 徐紅崗

一種Java Card虛擬機運行環境及內存管理方法，所述運行環境包括數據通訊模塊，類加載器，函數調用模塊，安全管理模塊，以及內存管理模塊，內存管理模塊采用可配置大小的內存塊的方式來分配虛擬機堆棧。進一步，該運行環境還包括硬件抽象層。其能夠實現硬件平臺內存資源的充分利用，以及良好的安全性、可移植性，同時實現難度較低，特別適合應用于安全芯片或安全模塊的Java Card虛擬機系統。

技術領域

本發明涉及嵌入式計算機技術領域，特別涉及一種虛擬機運行環境及內存管理方法。

背景技術

在構建萬物互聯的過程中，物聯網設備的身份合法性，數據及命令的可靠和安全性成為重要需求，而采用符合國家商用密碼規范的安全芯片和安全模塊，即在物聯網終端設備及網絡節點設備中加入安全芯片或安全模塊，能夠解決設備接入網絡的合法性問題，同時能夠為數據及命令提供安全性的保障。為了滿足不同領域的應用需求，對接不同的物聯網平臺，Java Card技術是一種高效且高性價比的解決方案。

Java Card技術作為Java技術的一個子集，它同樣具備Java技術的優點，便于移植、開發、兼容性強、易擴展、高安全性，同時也賦予了資源有限設備同時支持多個應用的能力，在全球Java Card技術被廣泛的應用到銀行及電信行業，國內自主實現Java Card技術的公司較少，而Java Card技術在物聯網領域擁有非常巨大的發展空間。

發明內容

本公開提供一種Java Card虛擬機運行環境及內存管理方法，其能夠實現硬件平臺內存資源的充分利用以及良好的安全性、可移植性，同時實現難度較低，特別適合應用于安全芯片或安全模塊的Java Card虛擬機系統。

本公開提供的Java Card虛擬機運行環境包括：

數據通訊模塊，用于接收由主機發送的命令和數據，自行處理或分發給通道上對應的Applet處理，返回命令執行的狀況和數據；

加載器，用于查找類，解析類的數據結構，在虛擬機堆中創建類成員變量以及類實例的成員變量，管理類實例的生命周期；

函數調用模塊，維護各個Applet的執行狀態，即當前所執行到的字節碼位置；以及查找并獲取字節碼和操作數，傳遞給執行引擎；

安全管理模塊，維護安全域和上下文空間，并對類及其實例的訪問進行安全檢查；

內存管理模塊，為Applet分配虛擬機堆?？臻g，并在函數執行時管理虛擬機棧，所述內存管理模塊采用可配置大小的內存塊的方式來分配虛擬機堆棧。

可選的，所述內存管理模塊采用鏈表的方式來管理內存塊。

可選的，所述安全管理模塊檢查的內容包括：

每個Applet或安全域有專門的數據接收和發送的空間；

Applet不直接對內存進行操作，不同上下文的Applet或安全域不能相互訪問；

對類及類實例的變量和方法的訪問是否合法；

以及，在進行內存空間操作前，檢查將要操作的目標內存空間是否屬于當前所激活的Applet。

可選的，所述運行環境還包括：硬件抽象層，用于對底層硬件接口進行封裝，將運行環境和底層硬件解耦。

可選的，所述硬件抽象層提供硬件初始化接口、Flash操作、密碼、內存管理、數據接收發送接口以滿足運行環境的需要。

本公開還提供了一種應用上述運行環境的Java Card虛擬機內存管理方法，包括以下步驟：

當一個Applet執行時，所述運行環境根據所配置的內存塊大小首先為Applet各分配一塊虛擬機堆和棧，并保存堆棧位置，同時設置此塊內存的下一塊內存地址為空，記錄堆棧剩余空間；