Android NFC读卡器，仿真卡流程学习

学习资料：

感谢laocaixw大佬，找了半天NFC相关开发的博客，终于找到一个简单明了的，就把代码抄了下来，以便之后再看

一台支持NFC的Android手机，可以作为读卡器来读取一张银行卡或者公交卡，也可以模拟成一张卡来进行刷卡消费，也就是我所说的仿真卡，属于HCE相关开发

公司现在的项目属于HCE业务项目，要模拟银行卡，也提前了解些NFC相关的东西

本篇中的案例，需要两个支持NFC的手机才可以演示，一个作为读卡器，一个模拟卡实现仿真卡，当读卡器和仿真卡贴在一起后，读卡器会先发送一个指令给仿真卡，仿真卡验证指令后，就可以返回数据给读卡器

案例中获取卡号的流程只是简单演示用的，随意返回了一个16位卡号。实际获取卡号的流程比这复杂的多，需要发送多个指令才能拿到卡的有效信息

1.读卡器代码

权限

<uses-permission android:name="android.permission.NFC" />
<!--声明需要硬件支持nfc-->
<uses-feature
        android:name="android.hardware.nfc"
        android:required="true" />

actiivty配置

 <activity
            android:name=".NFCActivity"
            android:label="@string/nfc_name"
            android:launchMode="singleTop"
            android:screenOrientation="portrait" />

launchMode使用的是栈顶复用模式，activity启动自身，会执行onNewIntent()方法

屏幕锁死了竖屏，以避免手机在横竖屏切换时，导致Intent信息丢失

1.1 Activity代码

NFCActivity代码

public class NFCActivity extends AppCompatActivity {
    private final String TAG = NFCActivity.class.getSimpleName();
    private NfcAdapter mNfcAdapter;
    private PendingIntent mPendingIntent;
    private IntentFilter[] mIntentFilter;
    private String[][] mTechList;
    private TextView mTvView;

    // 卡片返回来的正确信号
    private final byte[] SELECT_OK = stringToBytes("1000");


    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_nfc);

        initView();

        nfcCheck();

        init();
    }

    private void initView() {
        mTvView = (TextView) findViewById(R.id.nfc_activity_tv_info);
    }

    /**
     * 初始化
     */
    private void init() {
        // NFCActivity 一般设置为: SingleTop模式 ，并且锁死竖屏，以避免屏幕旋转Intent丢失
        Intent intent = new Intent(NFCActivity.this, NFCActivity.class);

        // 私有的请求码
        final int REQUEST_CODE = 1 << 16;

        final int FLAG = 0;
        mPendingIntent = PendingIntent.getActivity(NFCActivity.this, REQUEST_CODE, intent, FLAG);

        // 三种过滤器
        IntentFilter ndef = new IntentFilter(NfcAdapter.ACTION_NDEF_DISCOVERED);
        IntentFilter tech = new IntentFilter(NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED);
        IntentFilter tag = new IntentFilter(NfcAdapter.ACTION_TAG_DISCOVERED);
        mIntentFilter = new IntentFilter[]{ndef, tech, tag};

        // 只针对ACTION_TECH_DISCOVERED
        mTechList = new String[][]{
                {IsoDep.class.getName()}, {NfcA.class.getName()}, {NfcB.class.getName()},
                {NfcV.class.getName()}, {NfcF.class.getName()}, {Ndef.class.getName()}};
    }

    @Override
    protected void onNewIntent(Intent intent) {
        super.onNewIntent(intent);
        // IsoDep卡片通信的工具类，Tag就是卡
        IsoDep isoDep = IsoDep.get((Tag) intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG));
        if (isoDep == null) {
            String info = "读取卡信息失败";
            toast(info);
            return;
        }
        try {
            // NFC与卡进行连接
            isoDep.connect();

            final String AID = "F123466666";
            //转换指令为byte[]
            byte[] command = buildSelectApdu(AID);

            // 发送指令
            byte[] result = isoDep.transceive(command);

            // 截取响应数据
            int resultLength = result.length;
            byte[] statusWord = {result[resultLength - 2], result[resultLength - 1]};
            byte[] payload = Arrays.copyOf(result, resultLength - 2);

            // 检验响应数据
            if (Arrays.equals(SELECT_OK, statusWord)) {
                String accountNumber = new String(payload, "UTF-8");
                Log.e(TAG, "----> " + accountNumber);
                mTvView.setText(accountNumber);
            } else {
                String info = bytesToString(result);
                Log.e(TAG, "----> error" + info);
                mTvView.setText(info);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
 
    /**
     * 开启检测,检测到卡后，onNewIntent() 执行
     * enableForegroundDispatch()只能在onResume() 方法中，否则会报：
     * Foreground dispatch can only be enabled when your activity is resumed
     */
    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        if (mNfcAdapter == null) return;
        mNfcAdapter.enableForegroundDispatch(this, mPendingIntent, mIntentFilter, mTechList);
    }

    /**
     * 关闭检测
     */
    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();
        if (mNfcAdapter == null) return;
        mNfcAdapter.disableForegroundDispatch(this);
    }

    /**
     * 检测是否支持 NFC
     */
    private void nfcCheck() {
        mNfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this);
        if (mNfcAdapter == null) {
            String info = "手机不支付NFC功能";
            toast(info);
            return;
        }
        if (!mNfcAdapter.isEnabled()) {
            String info = "手机NFC功能没有打开";
            toast(info);
            Intent setNfc = new Intent(Settings.ACTION_NFC_SETTINGS);
            startActivity(setNfc);
        } else {
            String info = "手机NFC功能正常";
            toast(info);
        }
    }

    private byte[] stringToBytes(String s) {
        int len = s.length();
        if (len % 2 == 1) {
            throw new IllegalArgumentException("指令字符串长度必须为偶数 !!!");
        }
        byte[] data = new byte[len / 2];
        for (int i = 0; i < len; i += 2) {
            data[(i / 2)] = ((byte) ((Character.digit(s.charAt(i), 16) << 4) + Character
                    .digit(s.charAt(i + 1), 16)));
        }
        return data;
    }

    private String bytesToString(byte[] data) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte d : data) {
            sb.append(String.format("%02X", d));
        }
        return sb.toString();
    }


    private byte[] buildSelectApdu(String aid) {
        final String HEADER = "00A40400";
        return stringToBytes(HEADER + String.format("%02X", aid.length() / 2) + aid);
    }

    private void toast(String info) {
        Toast.makeText(NFCActivity.this, info, Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
}

onResume()和onPause()分别就是开和关，一旦在onResume()中检测到卡，会在onNewIntent()方法中执行读卡信息

2. 仿真卡代码

权限:

    <uses-permission android:name="android.permission.NFC" />
    <!-- 声明需要硬件支持nfc -->
    <uses-feature
        android:name="android.hardware.nfc.hce"
        android:required="true" />

配置：

<!--仿真卡服务-->
<service
    android:name=".CardService"
    android:exported="true"
    android:permission="android.permission.BIND_NFC_SERVICE">

    <intent-filter>
         z<action android:name="android.nfc.cardemulation.action.HOST_APDU_SERVICE" />
                <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
    </intent-filter>
    
    <meta-data
          android:name="android.nfc.cardemulation.host_apdu_service"
          android:resource="@xml/aid_list" />
</service>

在res下建立一个xml文件夹，创建aid_li文件st

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<host-apdu-service xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:description="@string/service_name" 
    android:requireDeviceUnlock="false">
    <aid-group
        android:category="other"
        android:description="@string/card_title">
        <aid-filter
            android:name="F123466666" />
    </aid-group>

</host-apdu-service>

android:requireDeviceUnlock="false"程序运行，手机亮屏不解锁的情况下，服务可以启动

android:name="F123466666"这一行很关键

读卡器想要识别一个卡，肯定要有一个识别的标记，这个就是指定的识别标记，需要和代码中发送的指令进行统一。这个是我瞎写的， 必须偶数位

2.1 CardService代码

@TargetApi(Build.VERSION_CODES.KITKAT)
public class CardService extends HostApduService {
    // 正确信号
    private byte[] SELECT_OK = hexStringToByteArray("1000");

    // 错误信号
    private byte[] UNKNOWN_ERROR = hexStringToByteArray("0000");

    /**
     * 接收到 NFC 读卡器发送的应用协议数据单元 (APDU) 调用
     * 注意：此方法回调在UI线程,若进行联网操作时，需开子线程
     * 并先返回null，当子线程有数据结果后，再进行回调返回处理
     */
    @Override
    public byte[] processCommandApdu(byte[] commandApdu, Bundle extras) {
        final String AID = "F123466666";

        // 将指令转换成 byte[]
        byte[] selectAPDU = buildSelectApdu(AID);

        // 判断是否和读卡器发来的数据相同
        if (Arrays.equals(selectAPDU, commandApdu)) {
            // 直接模拟返回16位卡号
            String account = "6222222200000001";

            // 获取卡号 byte[]
            byte[] accountBytes = account.getBytes();

            // 处理欲返回的响应数据
            return concatArrays(accountBytes, SELECT_OK);
        } else {
            return UNKNOWN_ERROR;
        }
    }

    @Override
    public void onDeactivated(int reason) {

    }

    private byte[] hexStringToByteArray(String s) throws IllegalArgumentException {
        int len = s.length();
        if (len % 2 == 1) {
            throw new IllegalArgumentException("指令字符串长度必须为偶数 !!!");
        }
        byte[] data = new byte[len / 2];
        for (int i = 0; i < len; i += 2) {
            data[i / 2] = (byte) ((Character.digit(s.charAt(i), 16) << 4)
                    + Character.digit(s.charAt(i + 1), 16));
        }
        return data;
    }

    private byte[] buildSelectApdu(String aid) {
        final String HEADER = "00A40400";
        return hexStringToByteArray(HEADER + String.format("%02X", aid.length() / 2) + aid);
    }

    private byte[] concatArrays(byte[] first, byte[]... rest) {
        int totalLength = first.length;
        for (byte[] array : rest) {
            totalLength += array.length;
        }
        byte[] result = Arrays.copyOf(first, totalLength);
        int offset = first.length;
        for (byte[] array : rest) {
            System.arraycopy(array, 0, result, offset, array.length);
            offset += array.length;
        }
        return result;
    }
}

简易的一个流程就是这样，坑还很多，之后项目实际开发完成后，再来补充下实际开发中遇到的坑

2.1 一些已经知道的浅坑

项目中开发的需求是：当使用 App 仿真卡与 POS机靠近后，要求弹出卡面，指纹验证后，进行交易

  1. 写上面的代码学习时，身边没有POS机，也不清楚具体的指令，就使用了两个手机来学习，但手机还是和POS机硬件有些差别的，和手机一样，POS机厂商也会对自己的POS机做一些有别与其他品牌的优化之类的

  2. 当POS机发来一个指令后，当不能立即响应指令时，仿真卡在processCommandApdu ()方法可以先返回NULL的。例如，我们项目的一个需求，仿真卡一接到PPSE指令时，在返回响应指令前，需要手机端先进行指纹验证时，就可以先返回NULL，在经过指纹验证之后，再使用sendResponeApdu()方法再来发送响应指令。需要注意的是，不同的POS机，等待响应指令的时间可能不同

3. 最后

最近接触到了一些银行POS业务，被POS机交易需要用到8583报文折磨到吐，感叹JSON真方便

有错误，请指出

共勉 :)

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