まえがき

ネット検索するとnfcpy + pasori の解説記事がよく見つかるが python3 には対応していなそう。 python3でやりたいので、別の手段で実現する。
iPhoneにもFeliCaが乗ったので、手元のMacでアクセスできるようになっておこうと思った。

要件

NFCというのは、 TypeA/TypeB/FeliCaという非接触ICカードの無線通信規格とやりとりするデータフォーマットまとめたようなもの。
なので、TypeA/TypeB/FeliCaに対応した非接触ICカードRWを使うとNFCアクセスできる。
日本においてはソニーのパソリが有名と思う。

非接触ICカードRWには、PCSCという制御用API仕様があり、これに対応しているRWはPCSC-APIを使って制御できる。
つまり、MacでPCSCに対応しているRWを使えば、PythonからRWを制御できNFCアクセスが可能になる。 (パソリは、RC-S380であればPCSC対応しているが、Windows限定)

ということで、探すと入手性の良いものが見つかった(ACR1252Uので、今回はこれを使います。
一方のアクセス対象の媒体は、手元にあった自動車運転免許証(TypeBカード)を使う。

ACR1252U 利用準備

メーカーページ

ドライバをダウンロードしてインストールする。
親切にプログラミングガイド(API Driver Manual)が用意されているので、ダウンロードして目を通す。

PythonからPCSCを使う

Sierraにおいてはシステムライブラリ(/System/Library/Frameworks/PCSC.framework/PCSC)としてPCSCが用意されており、その実体はc言語の共有ライブラリなのでctypesを使って直接PCSC-APIを呼び出せる。
使うAPIと呼び出し順序は、API Driver Manualの5章に記載されているので、それに従う。

運転免許証へのアクセス

“ICカード免許証及び運転免許証作成システム等仕様書"という名前で仕様書が公開されており(仕様書名で検索すると見つかる)、仕様書中のアクセス手順フローチャートの通りにアクセスできる。

MifareとかFeliCa Liteなど、他のカードも仕様書見て同様できる。

余談

対象のカードであるかどうか、というのは識別子(AIDやシステムコード)によって判断するのだけれど、この識別子というのは厳密に管理されている。

AndroidがHCEに対応した時、どうするのかな？と思って調べたら、自分で取得してねということだったのでめんどくささを感じ、 AndroidルートみたいなAIDをグーグルが取得して　“AndroidルートAID/ApplicationID” みたいな感じだったならプッシュとかに気楽に使えるのにと思いました。 iPhoneはどうなるかな。

ソースコード

#!/usr/bin/env python3
# coding: utf-8

from ctypes import *
from binascii import a2b_hex
from binascii import b2a_hex

class PCSCException(Exception):
    pass

class PCSC(object):
    """PCSC Wrapper"""

    def __init__(self):
        # load pcsc library
        self.pcsclib = cdll.LoadLibrary('/System/Library/Frameworks/PCSC.framework/PCSC')

    def open(self):
        """SCardEstablishContext -> SCardListReaders"""
        # establish
        scope_system = c_uint32(2)
        scard_context = c_int32(0)
        ret = self.pcsclib.SCardEstablishContext(scope_system, None, None, byref(scard_context))
        if ret != 0:
            raise PCSCException('SCardEstablishContext')

        self.scard_context = scard_context

        # list readers
        readers_buffer_size = c_uint32(1024)
        readers = create_string_buffer(readers_buffer_size.value)
        ret = self.pcsclib.SCardListReaders(scard_context, None, readers, byref(readers_buffer_size))
        if ret != 0:
            raise PCSCException('SCardListReaders')

        # use first reader
        self.reader = create_string_buffer(readers.value)

    def close(self):
        """SCardReleaseContext"""
        ret = self.pcsclib.SCardReleaseContext(self.scard_context)
        # ignore result

    def _scard_connect_helper(self):
        """SCardConnect"""
        share_mode_share = c_uint32(2)
        # T=1 only
        preferred_protocol_t1 = c_uint32(2)
        activate_protocol = c_uint32(0)
        scard_handle = c_int32(0)
        ret = self.pcsclib.SCardConnect(self.scard_context,
                                        self.reader,
                                        share_mode_share,
                                        preferred_protocol_t1,
                                        byref(scard_handle),
                                        byref(activate_protocol))
        if ret != 0:
            return None

        return scard_handle

    def _scard_disconnect_helper(self, scard_handle):
        """SCardDisconnect"""
        disposition_leave = c_uint32(0)
        ret = self.pcsclib.SCardDisconnect(scard_handle, disposition_leave)
        if ret != 0:
            raise PCSCException('SCardDisconnect')

    def is_card_detect(self):
        """SCardConnect -> SCardDisconnect"""
        scard_handle = self._scard_connect_helper()
        if scard_handle is None:
            return False

        self._scard_disconnect_helper(scard_handle)

        return True

    def transceive(self, command):
        """SCardTransmit, transmit command and receive response"""
        scard_handle = self._scard_connect_helper()
        if scard_handle is None:
            raise PCSCException('SCardConnect')

        # command : hex string, ascii
        command_byte = a2b_hex(command.encode('ascii'))
        send_data = create_string_buffer(command_byte)
        send_data_length = c_uint32(len(command_byte))
        recv_buffer = create_string_buffer(1024)
        recv_buffer_length = c_uint32(1024)
        # T=1 only
        scard_pci_t1 = self.pcsclib.g_rgSCardT1Pci

        ret = self.pcsclib.SCardTransmit(scard_handle,
                                         scard_pci_t1,
                                         send_data,
                                         send_data_length,
                                         None,
                                         recv_buffer,
                                         byref(recv_buffer_length))
        if ret != 0:
            raise PCSCException('SCardTransmit')

        self._scard_disconnect_helper(scard_handle)

        return b2a_hex(recv_buffer[:recv_buffer_length.value]).upper().decode('ascii')

    def get_atr(self):
        """SCardStatus"""
        scard_handle = self._scard_connect_helper()
        if scard_handle is None:
            raise PCSCException('SCardConnect')

        atr = create_string_buffer(128)
        atr_length = c_uint32(128)
        ret = self.pcsclib.SCardStatus(scard_handle, None, None, None, None, atr, byref(atr_length))
        if ret != 0:
            raise PCSCException('SCardStatus')

        self._scard_disconnect_helper(scard_handle)

        return b2a_hex(atr[:atr_length.value]).upper().decode('ascii')

    def acr1252u_transceive_iso7816_apdu(self, command):
        """transmit and receive iso7816 apdu"""
        return self.transceive(command)

    def acr1252u_transceive_felica_apdu(self, command):
        """transmit and receive felica apdu"""
        return self.transceive('FF000000' + command[:2] + command)


def atr():
    """check ATR"""
    pcsc = PCSC()
    try:
        pcsc.open()
        while not pcsc.is_card_detect():
            pass

        print(pcsc.get_atr())

    except PCSCException as e:
        print(e)
    finally:
        pcsc.close()


def driver_license_ja():
    """typeb card test"""
    pcsc = PCSC()
    try:
        pcsc.open()
        while not pcsc.is_card_detect():
            pass

        # password
        pin1 = '1111'
        pin2 = '2222'
        # commands
        select_mf = '00A40000'
        select_ef = '00A4020C02'
        select_df = '00A4040C10'
        verify = '0020008004'
        read_binary = '00B00000000000'
        commands = [
            ## read test
            # select mf
            select_mf,
            # select mf/ef01
            select_ef + '2f01',
            # read binary
            read_binary,
            ## verify pin1, 2
            # select mf
            select_mf,
            # select mf/ief01
            select_ef + '0001',
            # verify
            verify + b2a_hex(pin1.encode('ascii')).decode('ascii'),
            # select mf/ief02
            select_ef + '0002',
            # verify
            verify + b2a_hex(pin2.encode('ascii')).decode('ascii'),
            ## read df data
            # select df1
            select_df + 'A00000023101' + '00' * 10,
            # select df1/ef01, read_binary
            select_ef + '0001',
            read_binary,
            # select df1/ef02, read_binary
            select_ef + '0002',
            read_binary,
        ]
        for command in commands:
            print('COMMAND  : {0}'.format(command))
            response = pcsc.acr1252u_transceive_iso7816_apdu(command)
            print('RESPONSE : {0}'.format(response))
            if len(response) < 4:
                raise PCSCException('Response APDU Length Error : {0}'.format(response))
            elif response[-4:] != '9000':
                raise PCSCException('Response APDU Error : {0}'.format(response))

    except PCSCException as e:
        print(e)
    finally:
        pcsc.close()


def main():
    #atr()
    driver_license_ja()


if __name__ == '__main__':
    main()

python プログラミング pcsc nfc ICカード macos

macOSでPythonからNFCアクセスする(nfcpyは要らない)

まえがき

要件

ACR1252U 利用準備

PythonからPCSCを使う

運転免許証へのアクセス

余談

ソースコード

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