移动支付之智能IC卡与Android手机进行NFC通信

本文来自http://blog.csdn.net/hellogv/ ，引用必须注明出处！       目前常见的智能IC卡运行着JavaCard虚拟机，智能IC卡上可以运行由精简后的Java语言编写的卡应用（简称Applet）。智能IC卡的Applet不能自己启动，必须由外部终端（例如POS机，地铁刷卡终端等）向卡片发送Select命令，由此选中卡片的Applet，Applet才能运行。Appplet侧重于数据的处理，没有花销的I/O功能。Applet的程序有生命周期和指定入口，其中最主要的几个方法如下：public static void install(byte[] bArray, short bOffset, byte bLength)

构建了Applet子类的实例，JCRE将会最先调用这个；所有的初始化和分配内存的操作应该在这个里面实现；可以获取卡外实体传进来的一些应用初始化参数。

public void process(APDU apdu)

类似于正常java class的main，在安装后，APDU的执行将在这里实现。

protected final void register()

applet用来在JCRE中注册该applet实例

register(byte[] bArray, short bOffset, byte bLength)

register( )功能一样，增加了可以分配其特定的AID的功能。

public boolean select()

        JCRE一旦接收到SELECT[by name]命令时，将寻找命令中指示的AID对应的Applet，使之处于活跃状态，接收并处理接下来的APDU命令；在选择新的Applet前，JCRE先调用当前Applet的
deselect 方法；Applet可以拒绝被选择，此时 select 方法返回false；SELECT[by name]命令本身也将传递给applet处理，此时通过 selectingApplet 用以判断当前状态。

        本文的DEMO运行效果如下，包含一个JavaCard的Applet实现和一个Android端的NFC读写程序，实现智能IC卡与Android手机的简单通信。

接下来贴段简单的Applet 源码，下载地址：http://download.csdn.net/detail/hellogv/8090041。大概的思路是：Applet定义了2个开头标识皆为CMD_CLA的自定义命令CMD_INS_1和CMD_INS_2，当Android手机通过NFC分别发送CMD_INS_1和CMD_INS_2，Applet分别返回strHello和strWorld。核心源码如下：[java] viewplain copy print?<span style="font-family:Microsoft YaHei;">public class mytest extends Applet {        private static final byte[] strHello= { (byte) 'H', (byte) 'e',              (byte) 'l', (byte) 'l', (byte) 'o'};        private static final byte[] strWorld = {(byte) 'W',          (byte) 'o', (byte) 'r', (byte) 'l', (byte) 'd', };        private static final byte CMD_CLA = (byte) 0x80;      private static final byte CMD_INS_1 = (byte) 0x10;      private static final byte CMD_INS_2 = (byte) 0x20;            public static void install(byte[] bArray, short bOffset, byte bLength) {          // GP-compliant JavaCard applet registration          new mytest().register(bArray, (short) (bOffset + 1), bArray[bOffset]);      }        /*      * 当Java卡Applet被选中时，由JCRE调用。Java卡Applet可以定义select()完成初始化，      * 否则，JCRE调用父类的select()。      * @see javacard.framework.Applet#select()      */      public boolean select() {          short debug=100;          debug++;//用于断点调试，当被select时触发。          return super.select();      }        /*      * 当Java卡Applet被放弃时，由JCRE调用。Java卡Applet可以定义deselect()完成清除，      * 否则，JCRE调用父类的deselect()。      * @see javacard.framework.Applet#deselect()      */      public void deselect() {          short debug=100;          debug++;//用于断点调试          super.deselect();      }         /*      * 每次收到APDU命令，都会执行      * @see javacard.framework.Applet#process(javacard.framework.APDU)      */      public void process(APDU apdu) {          if (selectingApplet()) {              return;          }            //获取外部终端发过来的数据          byte[] buffer = apdu.getBuffer();          //获取第一位数据          byte CLA = (byte) (buffer[ISO7816.OFFSET_CLA] & 0xFF);          //获取第二位数据          byte INS = (byte) (buffer[ISO7816.OFFSET_INS] & 0xFF);            if (CLA != CMD_CLA) {//格式不对              ISOException.throwIt(ISO7816.SW_CLA_NOT_SUPPORTED);          }            switch (INS) {          case CMD_INS_1:              sendBytes(apdu,strHello);              break;          case CMD_INS_2:              sendBytes(apdu,strWorld);              break;          default:              ISOException.throwIt(ISO7816.SW_INS_NOT_SUPPORTED);          }      }        private void sendBytes(APDU apdu,byte[] arrays) {          byte[] buffer = apdu.getBuffer();          short length = (short) arrays.length;            Util.arrayCopyNonAtomic(arrays, (short) 0, buffer, (short) 0,                  (short) length);            apdu.setOutgoingAndSend((short) 0, length);      }  }</span>  接下来贴出Android端的核心代码，下载地址：http://download.csdn.net/detail/hellogv/8090053。大概的思路是：Android端的NFC读写程序定义1个Applet的ID（AID），SELECT命令的报文头（SELECT_APDU_HEADER），2个自定义命令CMD_INS_1和CMD_INS_2。首先使用AID和SELECT_APDU_HEADER生成完整的SELECT命令，transceive（发送）到卡片，用于启动卡片里的AID对应的Applet。启动卡片里的Applet后，NFC读写程序发送SAMPLE_COMMAND里面的2条自定义命令，Applet分别返回"Hello""World"。核心源码如下：[java] viewplain copy print?<span style="font-family:Microsoft YaHei;">public final class CardReader {      private static final String TAG = "LoyaltyCardReader";      // AID for our loyalty card service.      private static final String SAMPLE_CARD_AID = "1122001122";      // ISO-DEP command HEADER for selecting an AID.      // Format: [Class | Instruction | Parameter 1 | Parameter 2]      private static final String SELECT_APDU_HEADER = "00A40400";      // "OK" status word sent in response to SELECT AID command (0x9000)      private static final byte[] SELECT_OK_SW = {(byte) 0x90, (byte) 0x00};      //自定义的命令      private static final String[] SAMPLE_COMMAND={"8010000000",//卡片收到后返回"Hello"          "8020000000"};//卡片收到后返回"World"            public static String[][] TECHLISTS;      public static IntentFilter[] FILTERS;        static {          try {              //the tech lists used to perform matching for dispatching of the ACTION_TECH_DISCOVERED intent              TECHLISTS = new String[][] { { IsoDep.class.getName() }};                FILTERS = new IntentFilter[] { new IntentFilter(                      NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED, "*/*") };          } catch (Exception e) {          }      }            static public String tagDiscovered(Tag tag) {          Log.e(TAG, "New tag discovered");            String strResult="";          IsoDep isoDep = IsoDep.get(tag);          if (isoDep != null) {              try {                  // Connect to the remote NFC device                  isoDep.connect();                    //发送select 命令,卡片会返回SELECT_OK_SW（90 00）                  byte[] cmdSelect = BuildSelectApdu(SAMPLE_CARD_AID);                  Log.e(TAG, "Sending: " + ByteArrayToHexString(cmdSelect));                  byte[] result = isoDep.transceive(cmdSelect);                  Log.e(TAG, "Receive: " + ByteArrayToHexString(result));                  byte[][] response = getResponse(result);                  byte[] statusWord =response[0];                    if (Arrays.equals(SELECT_OK_SW, statusWord) == false)                      return "";                    //循环发送自定义命令                  for(int i=0;i<SAMPLE_COMMAND.length;i++){                      String command = SAMPLE_COMMAND[i];                      result = HexStringToByteArray(command);                      Log.e(TAG, "Sending: " + command);                                            result = isoDep.transceive(result);                      Log.e(TAG, "Receive: " + ByteArrayToHexString(result));                      response = getResponse(result);                      byte[] body =response[1];                                            strResult=strResult+new String(body)+":"+ByteArrayToHexString(body)+"\r\n";                  }                                      return strResult;                } catch (IOException e) {                  Log.e(TAG, "Error communicating with card: " + e.toString());              }          }          return null;      }        /***       * 分解卡片返回的数据       * @param b       * @return [0]表示返回的状态值，[1]表示返回的正文       */      private static byte[][] getResponse(byte[] b){          byte[][] result = new byte[2][];                    int length = b.length;          byte[] status = { b[length - 2],b[length - 1] };                    byte[] body = Arrays.copyOf(b, length - 2);            result[0]=status;          result[1]=body;          return result;      }            public static String load(Parcelable parcelable) {          // 从Parcelable筛选出各类NFC标准数据          final Tag tag = (Tag) parcelable;          return tagDiscovered(tag);      }          /**      * Build APDU for SELECT AID command. This command indicates which service a reader is      * interested in communicating with. See ISO 7816-4.      *      * @param aid Application ID (AID) to select      * @return APDU for SELECT AID command      */      public static byte[] BuildSelectApdu(String aid) {          // Format: [CLASS | INSTRUCTION | PARAMETER 1 | PARAMETER 2 | LENGTH | DATA]          return HexStringToByteArray(SELECT_APDU_HEADER + String.format("%02X", aid.length() / 2) + aid);      }        /**      * Utility class to convert a byte array to a hexadecimal string.      *      * @param bytes Bytes to convert      * @return String, containing hexadecimal representation.      */      public static String ByteArrayToHexString(byte[] bytes) {          final char[] hexArray = {'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','A','B','C','D','E','F'};          char[] hexChars = new char[bytes.length * 2];          int v;          for ( int j = 0; j < bytes.length; j++ ) {              v = bytes[j] & 0xFF;              hexChars[j * 2] = hexArray[v >>> 4];              hexChars[j * 2 + 1] = hexArray[v & 0x0F];          }          return new String(hexChars);      }        /**      * Utility class to convert a hexadecimal string to a byte string.      *      * <p>Behavior with input strings containing non-hexadecimal characters is undefined.      *      * @param s String containing hexadecimal characters to convert      * @return Byte array generated from input      */      public static byte[] HexStringToByteArray(String s) {          int len = s.length();          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;      }  }</span>