Lettore NFC ACR122U

Fornitura: Proud Tek fornisce l'ACR122U; confermi la quantità al momento dell'ordine. ACS lo indica come fuori produzione, quindi un nuovo progetto che deve restare in produzione per anni può partire invece da uno degli attuali lettori NFC USB di ACS, l'ACR1252U (USB NFC Reader III) o l'ACR1552U (USB NFC Reader IV), che forniamo anche noi; il confronto più avanti elenca cosa verificare nel codice PC/SC prima del passaggio. Se il software non è ancora stato scritto e preferisce chiamare funzioni di libreria anziché inviare APDU, l'µFR Classic CS con il suo SDK gratuito è l'altra strada.

Che cos'è l'ACR122U

L'ACR122U è un lettore/scrittore USB da tavolo prodotto da Advanced Card Systems (ACS). ACS lo descrive come conforme a PC/SC e CCID, per carte ISO 14443-4 di tipo A e B, MIFARE, tag ISO 18092 (NFC) e FeliCa a 13,56 MHz. Al suo interno, un controller contactless NXP PN532 si trova dietro un secondo controller che presenta l'interfaccia USB CCID, così l'host vede un lettore di smart card contactless standard denominato "ACR122U PICC Interface". Il LED rosso/verde e il buzzer possono essere pilotati dall'applicazione.

Da questo progetto derivano tre conseguenze. Il software scritto per PC/SC, come uno script pyscard o un'applicazione WinSCard, funziona senza un SDK del fornitore. Le carte che non accettano APDU ISO 7816-4, come MIFARE Classic, si raggiungono tramite comandi con byte di classe FF, che il lettore traduce in comandi per la carta (si veda la tabella dei comandi più avanti). E il lettore lavora con una carta alla volta: l'anticollisione seleziona una singola carta, quindi presenti le carte una alla volta.

Configurazione dell'host su Windows, macOS e Linux

Il conflitto pn533 su Linux. Il kernel Linux dispone di un proprio driver NFC, pn533_usb, e la sua tabella dei dispositivi include l'ID USB dell'ACR122U (072f:2200). Il kernel associa il lettore non appena viene collegato, prima che pcscd possa farlo: il driver CCID di pcsc-lite fallisce quindi con "Can't claim interface" e nemmeno libnfc riesce ad aprire il dispositivo. Scarichi i moduli pn533_usb e pn533, inserisca nfc, pn533 e pn533_usb nella blacklist in /etc/modprobe.d (libnfc fornisce esattamente quel file di blacklist), quindi ricolleghi il lettore e riavvii pcscd. La blacklist disattiva lo stack NFC del kernel, quindi la applichi solo su host che non lo utilizzano per un altro dispositivo.

Comandi PC/SC e ACS inviati dal software

Le carte ISO 14443-4 come DESFire e Java Card accettano le proprie APDU ISO 7816-4, che l'ACR122U lascia passare. Le altre carte si raggiungono tramite comandi con byte di classe FF, e anche i tag FeliCa e Topaz accettano i loro comandi nativi. FF CA, FF 82, FF 86, FF B0 e FF D6 sono i comandi per carte di memoria definiti nella Parte 3 delle specifiche PC/SC, quindi il codice MIFARE Classic basato su di essi può essere spostato su un altro lettore che li implementa, sebbene gli slot per le chiavi e le carte supportate varino da lettore a lettore. I comandi per blocchi di valore FF D7 e FF B1 sono propri di ACS, così come i comandi lettore FF 00, che ACS chiama pseudo-APDU. Tutti sono documentati nell'Application Programming Interface (V2.04) dell'ACR122U di ACS. Quelli di cui la maggior parte delle integrazioni ha bisogno, in esadecimale:

Con una carta sul lettore, invii questi comandi come normali trasmissioni (SCardTransmit) all'ACR122U PICC Interface. I comandi del lettore come LED, versione del firmware o impostazioni di polling possono essere inviati anche prima che venga presentata una carta, ma solo tramite il canale escape di PC/SC (SCardControl con SCARD_CTL_CODE(3500) su Windows), che resta disattivato finché non lo abilita come mostrato nella tabella di configurazione dell'host.

Carte che gestisce e carte che non può gestire

Librerie e strumenti che funzionano con esso

• pyscard (Python), l'API WinSCard (C, C++ e .NET su Windows) e javax.smartcardio (Java) sono livelli PC/SC: aprono l'ACR122U PICC Interface, inviano le APDU sopra indicate come trasmissioni e inviano i comandi del lettore tramite la chiamata di controllo una volta abilitato il canale escape.
• libnfc dispone di due driver per il lettore: acr122_pcsc, che passa attraverso pcsc-lite, e acr122_usb, che apre direttamente il dispositivo USB. In entrambi i casi i moduli pn533 del kernel non devono essere caricati. Per le modalità NFCIP o di emulazione carta senza carta sul lettore, il README di libnfc indica di consentire il comando CCID Exchange in libccid (ifdDriverOptions 0x0001). Il driver acr122_usb rivendica l'interfaccia USB del lettore stesso, come fa il driver CCID di pcscd, quindi solo uno dei due può tenere il lettore: fermi pcscd mentre usa acr122_usb, oppure usi acr122_pcsc.
• nfcpy elenca l'ACR122U nella sua tabella hardware, con supporto in lettura e scrittura per i tag NFC Forum di tipo 2, 3 e 4 e come iniziatore peer-to-peer, ma senza emulazione di tag né il ruolo di target peer-to-peer. La sua documentazione sconsiglia l'acquisto dell'ACR122U per nfcpy, perché il controller CCID davanti al PN532 impedisce l'uso completo del chip; per lavori con nfcpy, scelga un lettore supportato da nfcpy senza questi limiti.

Errori comuni

• Le chiavi scompaiono dopo lo scollegamento. Le chiavi caricate con FF 82 risiedono in memoria volatile, quindi le carichi all'inizio di ogni sessione. Si autentichi di nuovo ogni volta che passa a un blocco di un altro settore.
• Scrivere un trailer di settore. L'ultimo blocco di ogni settore MIFARE Classic contiene la chiave A, i bit di accesso e la chiave B, quindi una scrittura su quel blocco sostituisce chiavi e bit di accesso. Provi prima le scritture di trailer su una carta di scorta.
• Un beep a ogni passaggio. Il buzzer suona a ogni rilevamento di carta per impostazione predefinita; FF 00 52 00 00 lo disattiva.
• Comandi lunghi o di grandi dimensioni. Le note dell'elenco dei lettori del driver CCID indicano che l'ACR122U non supporta APDU estese né richieste di estensione del tempo e registrano guasti in alcune versioni del firmware. Provi il comando più grande e l'operazione sulla carta più lenta e annoti la versione del firmware insieme al risultato.
• MIFARE Classic 4K e NDEF. ACS consiglia un ritardo di 2 secondi nella lettura dei messaggi NDEF da carte MIFARE Classic 4K.

Come testare un campione

1. Colleghi il lettore al computer e alla build del sistema operativo che verrà distribuita e verifichi che l'host lo veda: Gestione dispositivi su Windows, lsusb e pcsc_scan su Linux.
2. Legga la versione del firmware con FF 00 48 00 00 e la annoti insieme al sistema operativo e alla versione del driver.
3. Ponga una carta campione sul lettore e legga l'ATR. Per le carte di memoria e i tag, i byte del nome carta mostrano il tipo rilevato dal lettore: 00 01 MIFARE Classic 1K, 00 02 Classic 4K, 00 03 Ultralight, 00 26 Mini, F0 04 Topaz, F0 11 o F0 12 FeliCa. Le carte ISO 14443-4 portano invece byte storici dall'ATS (tipo A) o dall'ATQB (tipo B).
4. Legga l'UID con FF CA 00 00 00 e lo confronti con l'ordine dei byte e il formato numerico memorizzati dal sistema, esadecimale o decimale, prima di registrare un lotto.
5. Esegua ogni operazione richiesta dall'applicazione sulla carta reale. Per MIFARE Classic: carichi la chiave, si autentichi, quindi legga e scriva un blocco di prova, non un trailer di settore. Per DESFire o una Java Card: la sequenza di comandi propria dell'applicazione, inclusi il comando più lungo e la risposta.
6. Scolleghi il lettore, lo ricolleghi e ripeta, così da sapere che il software ricarica chiavi e impostazioni da solo.

Chieda carte campione dello stesso chip insieme al lettore, così il test utilizza lo stock che ordinerà; i campioni standard sono gratuiti.

Specifiche indicate da ACS

ACR122U, ACR1252U o ACR1552U

Tutti e tre sono lettori USB di ACS che il software PC/SC apre come lettori di smart card CCID e tutti e tre accettano i comandi per carte di memoria della tabella dei comandi sopra. L'ACR1552U elenca più tipi di carta rispetto agli altri due e i tre differiscono nei comandi del lettore e in alcuni limiti. Ogni dato di questa tabella proviene dai documenti di ACS per quel modello, collegati sotto di essa.

Fonti: la specifica tecnica ACR1252U e il manuale API di ACS, la specifica tecnica ACR1552U e il manuale di riferimento, e il manuale API ACR122U (download in PDF).

Verifiche per il codice PC/SC che abbandona l'ACR122U:

• Il nome del lettore. Il software che seleziona l'ACR122U in base al nome del lettore deve cambiare. Ogni lettore più recente presenta un lettore contactless (PICC) e un lettore SAM e gli esempi di ACS aprono "ACS ACR1252 1S CL Reader PICC 0" o "ACS ACR1552 1S CL Reader PICC 0". Selezioni il lettore PICC, non lo slot SAM.
• I comandi per carte restano validi. Get Data (FF CA), Load Keys (FF 82, due slot volatili per chiavi), Authenticate (FF 86), Read e Update Binary (FF B0, FF D6), i comandi ACS per blocchi di valore (FF D7, FF B1) e la sessione trasparente PC/SC 2.0 Parte 3 (FF C2) sono documentati per entrambi i lettori più recenti.
• I comandi del lettore cambiano. L'ACR1252U mantiene quattro delle pseudo-APDU FF 00 dell'ACR122U come "comandi compatibili con ACR122U": FF 00 40 (LED e buzzer), FF 00 48 (versione del firmware), FF 00 50 e FF 00 51 (impostazioni di polling). Altrimenti entrambi i lettori più recenti accettano comandi escape che iniziano con E0 00, inviati con SCardControl tramite il canale escape (punto successivo); E0 00 00 18 00, ad esempio, restituisce la versione del firmware. Il beep al rilevamento di carta, che l'ACR122U controlla con FF 00 52, è il bit 3 di un byte di comportamento che imposta anche i LED, su entrambi: legga il byte con E0 00 00 21 00 e lo riscriva con E0 00 00 21 01 e il bit 3 azzerato, così le impostazioni LED restano come erano. L'ACR1252U mantiene la nuova impostazione dopo lo spegnimento.
• Abiliti il canale escape per il nuovo lettore. Sull'ACR122U, i comandi del lettore possono essere inviati come normali trasmissioni mentre una carta è sul lettore, quindi il software esistente potrebbe non aver mai usato il canale escape. Sui lettori più recenti i comandi E0 00 passano solo attraverso di esso. Con il driver CCID di Microsoft su Windows, imposti EscapeCommandEnable con l'ID USB proprio del nuovo lettore, non con il VID_072F&PID_2200 dell'ACR122U, oppure installi il driver di ACS, che il manuale ACR1552U di ACS indica di installare. Su Linux, il driver acsccid di ACS accetta SCARD_CTL_CODE(3500) e il driver CCID di pcsc-lite (libccid) richiede ifdDriverOptions 0x0001 e accetta l'escape come SCARD_CTL_CODE(1); su macOS, installi il driver acsccid di ACS.
• Nessun comando PN532. Sull'ACR122U, Direct Transmit (FF 00 00 00) passa comandi al suo controller PN532, come l'interruttore dell'antenna. Nessun lettore più recente documenta comandi PN532. Essi usano l'intestazione FF 00 00 00 per i comandi FeliCa e l'ACR1552U anche per i comandi ISO 14443-3. Il campo RF viene commutato all'interno di una sessione trasparente PC/SC 2.0 Parte 3: FF C2 00 00 02 81 00 avvia la sessione, FF C2 00 00 02 83 00 spegne il campo e FF C2 00 00 02 84 00 lo accende, e FF C2 00 00 02 82 00 chiude la sessione. Il polling automatico resta disattivato fino alla fine della sessione e il manuale ACR1552U di ACS avverte che una sessione usata in modo errato può impedire al lettore di rilevare le carte. Per risparmiare energia, usi l'impostazione di polling automatico dell'ACR1252U (E0 00 00 23), che può spegnere l'antenna quando non viene trovata alcuna carta, oppure il comando di controllo RF dell'ACR1552U (E0 00 00 25).
• Nomi carta nell'ATR. MIFARE Classic 1K e 4K, Ultralight e Mini mantengono i byte del nome carta (00 01, 00 02, 00 03, 00 26). FeliCa e Topaz cambiano: i lettori più recenti riportano 00 3B e 00 30, dove l'ACR122U riporta F0 11 o F0 12 e F0 04. L'ACR1552U sottopone Topaz a polling solo dopo che è stato abilitato con il suo comando Set PICC Polling Type.
• Firmware. Annoti la versione del firmware del campione. ACS elenca una versione minima del firmware per alcuni comandi ACR1552U, inclusi i comandi pass-through ISO 14443-3 e ISO 15693.

Cosa fornisce Proud Tek

Forniamo l'ACR122U, con la quantità confermata per ordine, i due modelli ACS attuali confrontati sopra e le carte, i tag e gli adesivi con cui li testa; i nostri lettori sono elencati in Lettori RFID. ACS produce tutti e tre i lettori ed è la fonte dei loro driver, firmware e manuali; la nostra parte è la fornitura e non scriviamo né supportiamo software applicativo. Ci comunichi il chip della carta, il sistema operativo host e i comandi inviati dal software. I lotti che preferisce non codificare da sé possono passare dal nostro servizio di codifica RFID: rileggiamo ogni carta codificata prima della spedizione, ogni ordine codificato è accompagnato da un report dati e, per le carte numerate, aggiungiamo l'UID di ogni carta accanto al suo numero stampato in un file Excel, CSV o XML, il che lascia il lettore libero per controlli a campione.