Smart Card IO

JAVA NFC

java의 javax.smartcardio 라이브러리를 이용한 nfc writer 구현

NFC란?

무선태그(RFID) 기술 중 하나로 비접촉식 통신 기술

근거리 무선 통신 (Near Field Communication, NFC)으로 13.56MHz의 대역을 가지며

아주 가까운 거리(접촉 및 근접 비접촉(약 10cm) 포함)의 무선 통신을 하기 위한 기술

모드에 따라 쓰기(write)와 읽기(read)가 가능하며 대부분의 스마트폰에서 NFC 기능을 제공한다.

양방향 통신으로 상대 기기로 정보를 주기도 하며 상대 기기에서 정보를 가져오기도 한다.

Java smartcard I/O API

// java smartcardio NFC Write example code

public class NfcWrite {

    public static void nfcWriter(String value) {
        try {
            // Get the default terminal
            TerminalFactory factory = TerminalFactory.getDefault();
            List<CardTerminal> terminals = factory.terminals().list();
            CardTerminal terminal = terminals.get(0);

            // Connect to the card
            Card card = terminal.connect("");
            CardChannel channel = card.getBasicChannel();

            // Write data to the NFC device
            byte[] data = value.getBytes();
            byte[] header = new byte[] {
                    (byte) 0xFF, // Class
                    (byte) 0xD6, // INS, 0x00
                    (byte) 0x00, // P1
                    (byte) 0x00, // P2
                    (byte) data.length, // Length
            };

            // Send the command to the device
            byte[] apdu = new byte[header.length + data.length];

            // header copy to apdu
            System.arraycopy(header, 0, apdu, 0, header.length);
            // data copy to apdu
            System.arraycopy(data, 0, apdu, header.length, data.length);

            ResponseAPDU response = channel.transmit(new CommandAPDU(apdu));

            // check response status
            if(response.getSW() == 0x9000) {
                log.info("Data write Success");
            }
            else {
                log.info("Data write Fail");
            }

            // Disconnect from the card
            card.disconnect(true);

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

• TerminalFactory

  getDefault() 또는 getInstance() 메소드를 통해 TerminalFactory 객체를 얻을 수 있다.

  terminals() 메소드를 통해 CardTerminals에 접근 가능

• CardTerminal

  Smart Card terminal 또는 Smart Card Reader 라고 한다.

  CardTerminals.list() 또는 CardTerminals.getTerminal()을 통해 객체를 얻을 수 있다.

  connect(String protocol) 메소드를 통해 Card에 대한 연결을 설정

  이전에 설정된 protocol이 있다면 이를 통해 연결된다.

  ("T=0", "T=1", or "T=CL") 또는 ("*") 사용한다.

• Card

  연결이 설정된 Smart Card

  CardTerminal.connect(String protocol)을 통해 객체를 얻는다.

  getBasicChannel() 메소드를 통해 basci logical channel에 대한 CardChannel을 얻을 수 있다.

  disconnect(boolean reset) 메소드를 통해 현재 카드와 연결을 종료한다.

  연결 해제 이후 해당 객체와 연결된 CardChannels에서 메소드를 호출하면 IllegalStateException 발생

  boolean reset을 통해 연결 해제 후 카드 재설정 여부를 설정

• CardChannel

  Smart Card에 대한 logical clannel connection

  Smart Card와 APDU(Application Protocol Data Unit)를 교환하는데 사용

  Card.getBasicChannel() 또는 Card.openLogicalChannel()을 통해 객체를 얻는다.

  transmint(CommandAPDU command) 메소드를 통해 특정 command APUD를 전송하고 response APDU를 반환한다.

  command APDU의 CLA byte는 해당 CardChannel의 채널 번호와 일치하도록 자동 조정된다.

  전송 프로토콜에 따라 투명하게 처리해야 한다.

  retrun 되는 ResponseAPUD는 해당 처리가 수행된 후의 결과

• CommandAPDU

  ISO/IEC 7816-4에 정의된 구조를 따른다.

  4byte header와 가변 길이의 조건부 body로 구성된다.

  해당 클래스는 APDU가 의미론적으로 유효한 명령을 인코딩하는지는 확인하지 않는다.

  데이터 규격과 NFC 태그에 쓰고자하는 주소에 맞춰서 header를 구성해야 한다. 현 예제는 ACR122U, mifare ultralight C를 사용한다.

  header byte CLA, INS, P1, P2의 경우 8bit unsigned value를 사용한다.

  해당 클래스의 인스턴스는 변경할 수 없으며 바이트 배열을 통해 데이터가 들어오거나 나가는 경우 defensive cloning(방어 복제)가 수행된다.

• ResponseAPDU

  ISO/IEC 7816-4에 정의된 구조를 따른다.

  조건부 body와 2 byte trailer로 구성된다.

  해당 클래스가 APDU가 의미론적으로 유효한 응답을 인코딩하는지 확인하지 않는다.

  getSW() 메소드

  status byte(상태 바이트) SW1과 SW2를 하나의 SW(status word)로 반환한다.

Reference

Java Smart Card I/O docs

ORACLE, An Introduction to Java Card Technology - Part 1