随着互联网和移动通信技术的发展,内含CPU的智能IC卡已逐渐取代磁卡,而Java智能卡更以其不可替代的优势成为未来智能卡市场的发展趋势.Java智能卡是一种能运行Java语言程序的智能卡,它在资源有限的智能卡中支持Java语言的一个子集,是Java技术和智能卡技术相结合的一种新应用.作为Java智能卡主要组成部分的Java智能卡虚拟机技术,担负着将下载到卡内的应用程序解释执行的作用,其运行效率、稳定性和安全性直接影响Java智能卡的整体性能.因此该文以Java智能卡虚拟机为研究对象,致力于研究高效、稳定、安全的Java智能卡虚拟机解释器技术、智能卡存储管理技术、防火墙技术和异常处理技术,从而提升Java智能卡的整体性能.根据Java智能卡虚拟机2.2规范,该文首先提出了Java智能卡虚拟机的体系结构,并在此基础上设计并实现了Java智能卡虚拟机解释器,完成了全部185条指令的解释执行.其次,针对字节码文件解释执行慢的缺点,该文分析了该文件的基本结构,指出了执行速度慢的根本原因,提出了解析优化技术,同时设计了相应的虚拟机伪指令,指出解析优化算法和各解析指令的运行流程.再次,该文提出了基于双向链表结构的智能卡EEPROM存储结构,设计了基于此存储结构下的Java智能卡对象和管理组件的数据结构,并给出了Java智能卡对象的安装和删除算法.同时为提高Java智能卡虚拟机的安全性,该文设计并实现了防火墙机制.最后为了提高Java智能卡虚拟机的稳定性,该文设计并实现了基于类层次结构的异常处理机制,并设计了适合于智能卡平台的安全异常和静态异常处理机制.同时也给出了Java智能卡虚拟机对Java智能卡其他部分的调用支持.在附录中,该文还将给出Java智能卡虚拟机指令集以供参考.