信息技术的发展过程是一个对时间与空间的挑战过程,3G时代,人们追求在更少的空间上实现更高效更强大的功能。动态多应用智能卡本着“轻松持卡、方便用卡、减少重复发卡、避免无序发卡”的特点深受业界的欢迎,Java智能卡(Java Card)实现一次编程到处运行,未来的市场份额将不可估量。Java智能卡应用程序的运行环境(Java智能卡Runtime Environment,简称JCRE)是Java智能卡研究的核心部分之一,为应用提供安全可靠的执行环境,其安全性与执行效率决定整个Java智能卡的性能及应用推广前景。国外在这方面的技术比较成熟,国内很多Java智能卡运行商都引用的国外技术,但需要向国外支付版权费,在国内的虽然有人研究Java智能卡技术但技术落后且技术封锁,这严重影响我国Java智能卡技术的发展。JCRE是基于智能卡的应用运行平台,下层基于底层硬件操作的封装接口及文件系统。JCRE主要负责多应用的安全管理和控制,是一个小型的操作系统,在设计实现时借鉴了操作系统与数据库系统原理相关的知识。本论文对JCRE系统结构进行细化分析,在安全机制方面,研究分析了应用隔离机制、上下文切换、事务处理等原理,借鉴操作系统中断处理原理中的现场保护思想与栈数据结构的应用,提出了上下文“数组存储下标运算”的处理思想,节约了一定栈结构空间。事务处理中并没有在事务处理前将所有需要更新的数据进行备份保护,而是在事务过程中遇到数据更新时再备份更新数据,减少了备份数据量。在应用管理方面结合智能卡本身的特点设计了Installer (安装器)与删除管理器。安装器的预解析方案满足应用执行与调度的高效性和解析后应用所占空间的最小化。JCRE控制着applet实例的生命周期,在applet应用代码预解析时将applet重要公共方法的实际地址解析并保存在applet管理表中,是论文的一大亮点,提高了JCRE对applet实例的控制速度。利用文件系统的空间分配与回收机制,但并没有利用文件系统来管理应用而是采用直接地址访问的形式实现应用的管理,减少了文件固有空间及逐级打开访问的时间,很大程度上提高了Java Card整个运行平台执行的速度,从而提高整个Java智能卡的性能。总之,本次JCRE平台的研究与设计从多个方面改进了存储管理结构,保证所占空间尽量少,时间效率尽量高。设计的Java智能卡应用运行平台安全可靠,完全满足商用标准。