十问Android NFC手机上的卡模拟

2013-6-13 编写

2013-7-17 修改最后一条的描述

2013-11-14 根据最新的Android4.4 KitKat，修改第7条的描述

1，问：能否在AndroidNFC手机上实现卡模拟？

答：在技术上可行，但是，对一般开发人员来讲，目前看来仅仅是技术上可行：（

2，问：具体如何实现呢？

答：有两种方式：一种是基于硬件的，被称为虚拟卡模式（Virual Card Mode）；一种是基于软件的，被称为主机卡模式（Host Card Mode）。

在虚拟卡模式下，需要提供安全模块SE，NFC芯片作为非接触通讯前端，将从外部读写器接收到命令，转发到SE，然后由SE进行回复。

外部读写器 <---> NFC芯片 <---> SE。

而在主机卡模式下，不需要提供SE，而是由在手机中运行的一个应用完成SE的功能。

外部读写器 <---> NFC芯片 <---> 主机上的应用

3，问：SE是个什么东西，一般手机上有吗？

答：SE可以理解成一个CPU卡，一般是带有JAVA虚拟机的CPU卡，即JAVA卡。带有NFC芯片的手机一般都带有SE（也可能有例外），例如GOOGLE NEXUS手机的PN65N，就是PN544芯片加SmartMX安全模块。此外，SE也可以是特殊的SIM卡或SD卡。

4，问：我要做基于硬件的卡模拟，如何实现？

答：首先开发在SE中运行的程序，即一个JAVA APPLET，它负责将从NFC芯片接收到命令进行解释，处理和回复。然后，需要开发一个主机应用程序，能够将APPLET下载到SE中，并激活运行。当然，如果是完整的移动支付系统，还要包括后台应用，TSM等

5，问：SE如何与主机通信？如何才能将程序下载到SE呢？

答：根据SE硬件的不同，SE与主机的硬件接口也有所不同。对内置的SE，一般是NFCWI接口，而SIM和SD卡可能是SWP接口。应用接口协议是ISO7816-4，即CPU卡APDU命令。熟悉CPU卡的都知道，没有密钥，根本无法完成对卡的写操作。因此需要SE的操作密钥。但不幸的是，这些密钥都掌握在手机厂商（内置SE的情况），例如三星，HTC，或移动运营商（SIM的情况），或者银行等安全模块提供商（SD卡的情况）手中，一般开发人员是得不到这些权限的。

6，问：那么没有密钥的情况下，基于硬件能做到什么程度呢？

答：目前看来，对SE进行只读访问应该是可能的。例如在安装GOOGLE钱包后，在SE中会创建GOOGLE钱包的APPLET，我们可以通过程序选择该APPLET并发送一些查询命令。仅此而已…

7，问：如何实现基于软件的卡模拟？

答：目前，官方Android版本不支持，可以通过刷第三方ROM实现基于软件的卡模拟，例如Cyanogenmod。（具了解，Android4.4 KitKat能支持NFC软件卡模拟，支持ISODEP类型（CPU卡），UID为随机ID，不能在关机和关屏幕下使用，通过AID路由可以与硬件卡模拟应用程序共存。）

8，问：卡模拟一般能模拟什么卡？

答：取决于软件和硬件双方的限制。一般虚拟卡模拟主要取决于硬件，通常支持TYPE A/B的卡，对于专有协议的卡，就看芯片厂商是否支持了。例如用NXP的芯片，可以方便的模拟M1和ULTRALIGHT等，而是用其它家的芯片就不一定支持了。主机卡模拟一般只支持ISO14443-4以上的卡。

9，问：基于软件的卡模拟有什么问题吗？

答：主要是安全问题，对应用在移动支付领域的应用，安全总是最重要的，而手机上的运行环境很不安全。

10，问：总体看来，对一般开发人员，有没有实现在android NFC手机上卡模拟，并进行商业化的可能？

答：综上所述，主机卡模式存在严重的安全问题，而且在目前官方Android版本不支持的情况下，不可能要求用户刷机以支持一个应用。因此主机卡模式目前只能是一个技术上的研究，而没有商业应用的可能性。对虚拟卡模式，SE掌握在手机厂商，移动运营商或银行等行业巨头手中，根据目前的趋势，一般应用开发者可以采用与这些巨头合作，取得SE的部分使用权，一般是建立一个应用的安全域，以加载自己的虚拟卡。中小应用开发者也可以考虑自己发行基于SD或外置模块的SE，但是自行发卡的成本很高，终端用户一般也不会认可。

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