1.
Windows 10 MobileでNFC
～Suica・Edy対応編～
＠第13回まどべんよっかいち
2015/10/10
青木 宣明(@kumar0001)

2.
今日の内容
Windows 10 MobileでのNFCタグ、特
にFelicaの読み取りについて
• Windows.Devices.SmartCards.SmartCard
Reader クラス
• NFC Smart Card Reader PC/SC Library
• Felicaの読み取り方法
Edyでの注意点と対応策
Windows Phone 8.1の場合の補足

3.
Windows 10 Mobileと
非接触ICカード

4.
NFCとは？
NFCIP-2
ISO/IEC 21481
NFCIP-1
ISO/IEC 18092
Type F
(Felica)
Type A
(MIFARE)
ISO/IEC
14443
Type B
ISO/IEC
15693
Suica,Edy taspo
住基カード
免許証
RFIDタグ
いずれも13.56MHz

5.
Windows Phoneと非接触ICカード
Windows Phone 8まで
• Proximity APIでNFCタグの読み書きが可
能
NDEFと呼ばれるフォーマットだけサポートし
ている
• Publish/Subscribeでタグデータにアクセ
スする
AP起動
URI (Web, GeoTag, Telphone, Mail, …)
デモ

6.
Windows Phoneと非接触ICカード
Windows Phone 8.1以降
• 条件付きながらNDEF形式でないICカード
の読み書きが可能になっている
What's New in Windows Phone 8.1を読
んで (その5)
http://app.strawhat.net/posts/2014/04/12/What
s-New-in-Windows-Phone-81-part5/
• 条件
PN547を搭載した端末
現状では同チップのドライバーしか対応していない

7.
対応する端末
Lumia 730 Lumia 830 Lumia 640 Lumia 640XL

8.
SmartCardReaderクラス
Windows.Devices.SmartCards名前
空間
• ICカードリーダ、ICカードを扱うクラス
が属している
• この名前空間を使ってICカードと通信する
SmartCardReader ICカードリーダのクラス。
カード追加・離脱の検知イベント
SmartCard ICカードのクラス。
ICカードとの接続、ステータス取得
SmartCardConnection ICカードとの通信のクラス。
データの転送、通信路のクローズ

9.
SmartCardReaderでの通信手順
SmartCardReaderでICカードリーダを取得して、
カード検知のイベントハンドラを設定
カードを検知したらSmartCard.ConnectAsyncでIC
カードに接続して、SmartCardConnectionを取得
SmartCardConnection.TrasnmitAsyncでICカード
にAPDUでコマンドを送信する
SmartCardConnection.Disposeで通信を閉じる

10.
APDU
Application Protocol Data Unit
• ICカードに送信するコマンドのデータ
コマンドクラス, コマンド指示コード, P1, P2,
データ長, データ, 出力長
PC/SC Workgroup Specifications 2.01.14
“Part 3. Requirements for PC-Connected Interface Devices”から引用

11.
NFC Smart Card Reader PC/SC Library
Windows Phone 8.1でNFCタグと
raw通信するライブラリ
• https://nfcsmartcardreader.codeplex.c
om/
• NFCタグごとにAPDUを組み立てて送信す
るクラス群を提供
Windows 10 UWPアプリのサンプル
にも収録されている
https://github.com/Microsoft/Windows-
universal-
samples/tree/master/Samples/Nfc

12.
PC/SC
PC/SCとは？
• 各社のICカードリーダ、ICカードを相互利用
するためのAPI
• Microsoftを中心としたワークグループで定義
http://www.pcscworkgroup.com/
PC/SC Libraryでは、APDUを使わない
ICカード(Felicaなど)においてもPC/SC
に沿ってAPDUでコマンドを送信
• ドライバが適切なネイティブのコマンドに変
換する

13.
PC/SCでの処理の流れ
接続
•SCardEstablishContext – リソースマネージャに接続
•SCardListReaders – カードリーダの取得
•SCardConnect – カードとの接続
通信
•SCardStatus - カードの状態を取得
•SCardTransmit – カードとの通信
切断
•SCardDisconnect – カードとの切断
•SCardReleaseContext – リソースマネージャの解放

14.
PC/SC Libraryでの通信手順
SmartCardReaderでICカードリーダを取得して、
カード検知のイベントハンドラを設定
カードを検知したらSmartCard.ConnectAsyncでIC
カードに接続して、SmartCardConnectionを取得
ICカードのAccessHandlerを作成して、ReadAsync
/ WriteAsyncでデータを読み書き
SmartCardConnection.Disposeで通信路を閉じる

15.
Felicaのファイルシステム
Felicaカードユーザーズマニュアルから引用
http://www.sony.co.jp/Products/felica/business/tech-support/
Felicaには複数のシステムが共存できて、それぞれ独立している。
ファイルシステムのアクセス単位はブロック(16バイト)で、サービスごと
に0から始まるブロック番号で指定される。

16.
Felicaコマンド一覧
Polling カードを検出する
・システムコードを指定
Read Without
Encryption
認証が不要なサービスからブロックデータを取得する
・カードのIDm、サービスコード、ブロック番号を指
定
Request Service サービスの存在確認
Request
Response
カードの存在確認
Write Without
Encryption
認証が不要なサービスへブロックデータを書き込む
Request System
Code
カードに登録されているシステムコードを取得する
情報の入手に別途契約が必要なコマンドもあるため、他は省略する。

17.
サービスコード・ブロックコード情報
どこで入手可能？
多くが非公開
有志が解析した情報がWebで入手可
Felicaのアクセスに必要な情報
・サービスコード
・ブロック番号
・バイトデータのデータ構造

18.
PC/SCでのFelicaの読み取り
Felica.AccessHandlerのReadAsync
• Felica.AccessHandler
SmartCardConnectionを指定して生成
• 引数
サービスカウント数
サービスコードリスト
ブロックカウント
ブロックリスト
• 戻り値
バイト配列
指定したサービスコードのブロックリストから読み込
んだデータ

19.
Suicaのフォーマット
引用元
http://iccard.jennychan.at-ninja.jp/format/suica.xml

20.
Suicaのフォーマット
引用元
http://iccard.jennychan.at-ninja.jp/format/suica.xml

21.
SuicaのReadAsync結果
デモ

22.
Edyのフォーマット
引用元
http://iccard.jennychan.at-ninja.jp/format/edy.html

23.
Edyのフォーマット
引用元
http://iccard.jennychan.at-ninja.jp/format/edy.html

24.
EDYのReadAsync結果
デモ

25.
nanacoのフォーマット
引用元
http://iccard.jennychan.at-ninja.jp/format/nanaco.html

26.
nanacoのReadAsync結果
共通領域
それ以外の領域

27.
Edyの読み込み失敗
共通領域FE00を使うEdyの読み込みが失
敗する
• それ以外のシステムの読み込みはOK
原因の推測
• PC/SC LibraryでFelicaを読むとき、システム
コードを指定するタイミングがないため、ワ
イルドカードのFFFFでポーリングしていると
考えられる。
このため、常に1番目のシステムにアクセスしてい
るのではないか？
• 共通領域は2番目に配置されるとの情報があ
り、このため共通領域が読めないのでは？

28.
Edyを読むには…？
PC/SC LibraryのReadAsyncではなく、
Felicaのコマンドを直接発行する
1. システムコードを指定したPollingを行い、
カードを検出してIDmを取得
2. 取得したIDmでRead Without Encryption
を実行して、ブロックデータを取得
Polling ＋ システムコード⇒ IDm取得
Read Without Encryption ＋ IDm ＋ サービスコード・ブロック番号
⇒ブロックデータ取得

29.
Felicaのコマンド送信
PC/SCのTransparent Exchangeコマンドが
あります
でも、どうやってFelicaにコマンドを送
信するの？
PC/SCライブラリでは
Felica.AccessHandleクラスのTransparentExchangeAsyncメソッド

30.
Transparent ExchangeでPolling
private async Task<byte[]> FelicaPolling(Felica.AccessHandler felicaAccess, UInt16
systemCode)
{
byte systemCodeUpper = (byte)(systemCode >> 8);
byte systemCodeLower = (byte)(systemCode & 0x00ff);
byte[] commandData = new byte[] {
0x00, 0x00, systemCodeUpper, systemCodeLower, 0x01, 0x0f
};
commandData[0] = (byte)commandData.Length;
var result = await felicaAccess.TransparentExchangeAsync(commandData);
return result;
}

31.
Transparent ExchangeでRead Without Encryption
Read Without Encryptionも同様にコ
マンドを作成して送信

32.
EDYのRead Without Encryption結果
デモ

33.
PC/SC Libraryを使わない方法
Windows.Devices.SmartCards名前
空間だけを利用する方法も
• SmartCardConnctionのTransmitAsync
メソッド
• PC/SCの仕様書通りTransparent
ExchangeのAPDUを作成して送信する

34.
Transparent Exchange

35.
Transparent Exchange

36.
Windows Phone 8.1と
非接触ICカード

37.
Windows Phone 8.1では？
Transparent Exchangeが利用不可
ReadAsyncは利用可能
• Suicaは読み取り可、Edyは不可

38.
まとめ

39.
まとめ
非接触ICカードの読み書き
• PN547搭載端末ではSmartCardReaderクラスで実現可
• Transparent ExchangeでFelicaコマンドを発行するこ
とでSuica・Edyにアクセスできる
PC/SC ライブラリ
• PC/SCライブラリのRead BinaryはSuicaは読み込み可、
Edyは読み込み不可

40.
課題
日本国内でのNFC対応端末
• MADOSMAはNFC非搭載
• 今後の端末でTransparent Exchangeに対応した端末が
出てくるかどうか…
Felicaアクセスのライブラリの整備
• PC/SCライブラリに依存しない方向で作成を検討中

41.
参考資料
Felica
• http://www.sony.co.jp/Products/felica
/business/tech-support/
PC/SC
• http://www.pcscworkgroup.com/
ICカードフォーマット
• http://iccard.jennychan.at-
ninja.jp/format/index.html
システムコードのバイト順序が他サイトと異な
るので注意(0xfe00 ⇔ 0x00fe)

42.
今回扱わなかった発表テーマ
ホストカードエミュレーション
• カードとして振舞う
エミュレータでのNFCの扱い
• エミュレータで開発可能