Android NFC 与 Mifare DESFire EV1 通信

Question

使用 Nexus 4 和最新的 Android API 级别 18 与 Mifare DESFire EV1 AES 标签通信让我很头疼。为了写入和读取此类标签，遵循 NXP 原生协议，必须遵循以下步骤：

1. 选择应用程序
2. 认证
3. 写或读

为此，我使用 Android 的 IsoDep 类，该类提供对 ISO 14443-4 属性和 I/O 操作的访问。非常奇怪的是，一旦我发送了 select application native 命令，我就会得到一个意想不到的响应。假设我有 AID F4013D 所以我发送：

-> 5AF4013D
<- 6E00

所有可能的响应都必须是一个字节长度（成功0x00 或error_code），不能是两个或更多。因此，成功响应之前的0x6E 绝对出乎意料。它并不总是发生，当它没有发生并且工作正常时，选择应用程序和身份验证过程工作正常。但是，一旦经过身份验证，写入命令的行为不正确，所有写入命令都会以来自 PICC 的0xAF 而不是成功的0x00 结束。 PICC 似乎在不应该期望一些额外的数据时（我发送了正确长度的有效负载）。如果我发送任何其他命令，我会收到 0xCA（命令中止）错误代码。

-> 5AF4013D
<- 00 /*Success*/
-> AA01
<- AFA8394ED57A5E83106B4EE72FD2BB0CC4
-> AF148F525E1DDE0AD6AB60B4B615552475C91F2E8D89B8523E4465113DD5BD19C6 
<- 0066D255C93F2F492AFE3715C88964F1BD /*Authentication success*/
-> 3D02000000030000222222 /*Write 3 bytes to file nº2*/
<- AF /*Unexpected, 0x00 was expected*/

正常情况下，如果我使用个人阅读器（非 Android NFC）发送这些类型的命令，它总是可以正常工作。 Android NFC API 中的某些东西似乎变得很奇怪，它应该只是一个从不解释或修改数据的原始数据传输器。

我也尝试过使用 ISO 7816-4 APDU 结构，结果相同。出于好奇，使用 Galaxy Nexus 不会发生选择应用程序的奇怪响应，但总是会出现写入命令。

Answer 1

(1)关于状态码6E00的第一部分：

6E 00 不是“奇怪的字节0x6E + 成功状态码0x00”。相反，它是响应 APDU 状态字 6E 00（“不支持类”）。这表明之前使用基于 APDU 的访问与卡进行了通信（例如，Android 本身尝试将卡读取为类型 4 标记并且之后没有重置连接）。因此，卡将期望所有进一步的通信都在 ISO 7816-4 APDU 中。在这种情况下（即，如果您收到像 6E 00 这样的 ISO 7816-4 状态代码），您可以通过简单地包装您的本机命令来继续使用 DESFire APDU 包装的命令。

编辑：事实上，这在 NFC 设备上是某种预期的行为。这个想法是 NFC 设备将自动扫描检测到的标签以查找 NDEF 消息。对于 DESFire 卡，NFC 设备会将卡检测为潜在的 4 类标签。因此，NFC 设备将发送 ISO 7816-4 APDU，就像它发送到任何其他 4 类标签一样。因此，如果 NFC 设备在将检测到的标签交给应用程序之前未重置与标签的通信，则应用程序只能使用 ISO 7816-4 APDU 进行通信。但是请注意，我认为这是一个错误，这只发生在同一设备上的 some 激活中。在我看来，在一个特定设备型号上的行为应该是一致的。

编辑：虽然我不认为这种行为是一个错误，但它实际上是由 Android 的 NFC 堆栈中的一个已知错误 (#58773) 引起的，适用于具有 Broadcom NFC 控制器的设备。在受影响的设备上，自动存在检查会定期发送 ISO 7816-4 APDU，从而导致 DESFire 卡切换到 ISO 7816-4 APDU 模式。

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(2)关于（意外）响应码0xAF的第二部分：

您的文件的通信设置是否设置为“由 MAC 保护的普通通信”或“完全加密的通信”？在这种情况下，仅仅发送三个数据字节是不够的。相反，您需要发送纯数据加 MAC 或填充、CRC 和加密数据。因此，0xAF 表明该卡需要更多数据。

编辑： 所以总结下面的 cmets。在发送更多字节后（每次接收到一个字节0xAF 状态代码：AF FF），结果证明卡需要另外 8 个字节。 8 个字节正好是 AES 认证的 CMAC 的大小。因此，通信设置被设置为“由 MAC 保护的普通通信”。