Xamarin.Forms - मेजबान-आधारित कार्ड अनुकरण का एक सरल उदाहरण

इस लेख में, हम तथाकथित होस्ट-आधारित कार्ड इम्यूलेशन (HCE, बैंक कार्ड एमुलेशन ऑन द फोन) को लागू करेंगे। नेटवर्क में इस तकनीक का विस्तृत विवरण है, यहां मैंने काम करने वाले एमुलेटर और रीडर एप्लिकेशन प्राप्त करने और कई व्यावहारिक समस्याओं को हल करने पर ध्यान केंद्रित किया। हां, आपको nfc के साथ 2 उपकरणों की आवश्यकता होगी।

बहुत सारे उपयोग परिदृश्य हैं: पास सिस्टम , लॉयल्टी कार्ड, ट्रांसपोर्ट कार्ड, संग्रहालय में प्रदर्शन के बारे में अतिरिक्त जानकारी प्राप्त करना, पासवर्ड मैनेजर ।

इस स्थिति में, कार्ड का अनुकरण करने वाले फोन पर एप्लिकेशन लॉन्च हो सकता है या नहीं और आपके फोन की स्क्रीन लॉक हो सकती है।

ज़मारिन एंड्रॉइड के लिए, कार्ड एमुलेटर और रीडर के तैयार उदाहरण हैं।
आइए इन उदाहरणों का उपयोग करके 2 Xamarin Forms एप्लिकेशन, एक एमुलेटर और रीडर बनाने का प्रयास करें, और उनमें निम्नलिखित समस्याओं को हल करें:

1. रीडर स्क्रीन पर एमुलेटर से डेटा प्रदर्शित करें
2. एमुलेटर स्क्रीन पर रीडर से डेटा प्रदर्शित करें
3. एमुलेटर को अप्रबंधित एप्लिकेशन और लॉक स्क्रीन के साथ काम करना चाहिए
4. एमुलेटर सेटिंग्स को नियंत्रित करें
5. एक पाठक का पता चलने पर एमुलेटर एप्लिकेशन लॉन्च करें
6. nfc एडेप्टर की स्थिति की जाँच करना और nfc सेटिंग्स पर स्विच करना

यह लेख एंड्रॉइड के बारे में है, इसलिए, यदि आपके पास आईओएस के लिए एक आवेदन भी है, तो एक अलग कार्यान्वयन होना चाहिए।

सिद्धांत की न्यूनतम।

जैसा कि एंड्रॉइड डॉक्यूमेंट में लिखा है, संस्करण 4.4 (किटकैट) से शुरू होकर, आईएसओ-डीईपी कार्ड का अनुकरण करने और APDU कमांड को प्रोसेस करने की क्षमता को जोड़ा गया है।

कार्ड एमुलेशन "एचसीई सेवाओं" के रूप में जानी जाने वाली एंड्रॉइड सेवाओं पर आधारित है।

जब कोई उपयोगकर्ता एक डिवाइस को एनएफसी रीडर से जोड़ता है, तो एंड्रॉइड को यह समझने की आवश्यकता होती है कि पाठक किस एचसीई सेवा से जुड़ना चाहता है। आईएसओ / आईईसी 7816-4 एप्लीकेशन आईडी (एआईडी) के आधार पर एक आवेदन चयन विधि का वर्णन करता है।

यदि बाइट सरणियों की सुंदर दुनिया में तल्लीन करना दिलचस्प है, तो यहां और यहां APDU आदेशों के बारे में अधिक विस्तृत है। यह आलेख डेटा का आदान-प्रदान करने के लिए आवश्यक आदेशों के केवल एक जोड़े का उपयोग करता है।

पाठक आवेदन

पाठक के साथ शुरू करते हैं, क्योंकि यह सरल है।

हम "मोबाइल ऐप (Xamarin.Forms)" जैसे विज़ुअल स्टूडियो में एक नई परियोजना बनाते हैं, फिर "ब्लैंक" टेम्पलेट का चयन करें और "प्लेटफ़ॉर्म" अनुभाग में केवल "एंड्रॉइड" चेकमार्क छोड़ दें।

Android प्रोजेक्ट में आपको निम्नलिखित कार्य करने होंगे:

• CardReader वर्ग - इसमें कई स्थिरांक और OnTagDiscovered विधि शामिल है
• MainActivity - आवेदन को छोटा करते समय रीडर को चालू / बंद करने के लिए CardReader वर्ग, साथ ही OnPause और OnResume विधियों का आरंभीकरण।
• AndroidManifest.xml - nfc के लिए अनुमतियां

और App.xaml.cs फ़ाइल में क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म प्रोजेक्ट में:

• उपयोगकर्ता को संदेश प्रदर्शित करने की विधि

कार्डियर क्लास

using Android.Nfc; using Android.Nfc.Tech; using System; using System.Linq; using System.Text; namespace ApduServiceReaderApp.Droid.Services { public class CardReader : Java.Lang.Object, NfcAdapter.IReaderCallback { // ISO-DEP command HEADER for selecting an AID. // Format: [Class | Instruction | Parameter 1 | Parameter 2] private static readonly byte[] SELECT_APDU_HEADER = new byte[] { 0x00, 0xA4, 0x04, 0x00 }; // AID for our loyalty card service. private static readonly string SAMPLE_LOYALTY_CARD_AID = "F123456789"; // "OK" status word sent in response to SELECT AID command (0x9000) private static readonly byte[] SELECT_OK_SW = new byte[] { 0x90, 0x00 }; public async void OnTagDiscovered(Tag tag) { IsoDep isoDep = IsoDep.Get(tag); if (isoDep != null) { try { isoDep.Connect(); var aidLength = (byte)(SAMPLE_LOYALTY_CARD_AID.Length / 2); var aidBytes = StringToByteArray(SAMPLE_LOYALTY_CARD_AID); var command = SELECT_APDU_HEADER .Concat(new byte[] { aidLength }) .Concat(aidBytes) .ToArray(); var result = isoDep.Transceive(command); var resultLength = result.Length; byte[] statusWord = { result[resultLength - 2], result[resultLength - 1] }; var payload = new byte[resultLength - 2]; Array.Copy(result, payload, resultLength - 2); var arrayEquals = SELECT_OK_SW.Length == statusWord.Length; if (Enumerable.SequenceEqual(SELECT_OK_SW, statusWord)) { var msg = Encoding.UTF8.GetString(payload); await App.DisplayAlertAsync(msg); } } catch (Exception e) { await App.DisplayAlertAsync("Error communicating with card: " + e.Message); } } } public static byte[] StringToByteArray(string hex) => Enumerable.Range(0, hex.Length) .Where(x => x % 2 == 0) .Select(x => Convert.ToByte(hex.Substring(x, 2), 16)) .ToArray(); } } 

Nfc एडेप्टर के रीड मोड में, जब कार्ड का पता लगाया जाता है, तो OnTagDiscovered मेथड कहा जाएगा। इसमें, IsoDep एक ऐसा ऑब्जेक्ट है जिसके साथ हम मैप के साथ कमांड का आदान-प्रदान करेंगे (isoDep.Transceive (कमांड))। कमांड बाइट सरणियाँ हैं।

कोड से पता चलता है कि हम एमुलेटर को एक अनुक्रम भेजते हैं जिसमें SELECT_APDU_HEADER हेडर, बाइट्स में हमारे AID की लंबाई और स्वयं AID शामिल है:

 0 164 4 0 // SELECT_APDU_HEADER 5 //  AID   241 35 69 103 137 // SAMPLE_LOYALTY_CARD_AID (F1 23 45 67 89) 

MainActivity Reader

यहाँ आपको पाठक क्षेत्र घोषित करने की आवश्यकता है:

 public CardReader cardReader; 

और दो सहायक तरीके:

 private void EnableReaderMode() { var nfc = NfcAdapter.GetDefaultAdapter(this); if (nfc != null) nfc.EnableReaderMode(this, cardReader, READER_FLAGS, null); } private void DisableReaderMode() { var nfc = NfcAdapter.GetDefaultAdapter(this); if (nfc != null) nfc.DisableReaderMode(this); } 

ऑनक्रिएट () विधि में, पाठक को इनिशियलाइज़ करें और रीड मोड को सक्षम करें:

 protected override void OnCreate(Bundle savedInstanceState) { ... cardReader = new CardReader(); EnableReaderMode(); LoadApplication(new App()); } 

और, एप्लिकेशन को छोटा / खोलते समय रीडिंग मोड को सक्षम / अक्षम करें:

 protected override void OnPause() { base.OnPause(); DisableReaderMode(); } protected override void OnResume() { base.OnResume(); EnableReaderMode(); } 

App.xaml.cs

संदेश प्रदर्शित करने के लिए स्थैतिक विधि:

 public static async Task DisplayAlertAsync(string msg) => await Device.InvokeOnMainThreadAsync(async () => await Current.MainPage.DisplayAlert("message from service", msg, "ok")); 

AndroidManifest.xml

Android प्रलेखन कहता है कि अपने आवेदन में nfc का उपयोग करें और इसके साथ सही ढंग से काम करें, आपको AndroidManifest.xml में इन तत्वों को घोषित करने की आवश्यकता है:

 <uses-permission android:name="android.permission.NFC" /> <uses-sdk android:minSdkVersion="10"/>   <uses-sdk android:minSdkVersion="14"/> <uses-feature android:name="android.hardware.nfc" android:required="true" /> 

उसी समय, यदि आपका एप्लिकेशन nfc का उपयोग कर सकता है, लेकिन यह एक आवश्यक फ़ंक्शन नहीं है, तो आप उपयोग-सुविधा तत्व को छोड़ सकते हैं और ऑपरेशन के दौरान nfc की उपलब्धता की जांच कर सकते हैं।

पाठक के लिए बस इतना ही।

एमुलेटर आवेदन

फिर से, "मोबाइल ऐप (Xamarin.Forms)" जैसे विज़ुअल स्टूडियो में एक नया प्रोजेक्ट बनाएं, फिर "ब्लैंक" टेम्पलेट का चयन करें और "प्लेटफ़ॉर्म" अनुभाग में केवल "एंड्रॉइड" चेकमार्क छोड़ दें।

Android प्रोजेक्ट में, निम्न कार्य करें:

• कार्डस् सेवा वर्ग - यहाँ आपको स्थिरांक और ProcessCommandApdu () विधि, साथ ही SendMessageToActivity () विधि की आवश्यकता है
• सहायता_सूची.xml में सेवा का विवरण
• मैन्‍यूएक्‍टिविटी में संदेश भेजने वाला तंत्र
• एप्लिकेशन लॉन्च (यदि आवश्यक हो)
• AndroidManifest.xml - nfc के लिए अनुमतियां

और App.xaml.cs फ़ाइल में क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म प्रोजेक्ट में:

• उपयोगकर्ता को संदेश प्रदर्शित करने की विधि

कार्डसेवा वर्ग

 using Android.App; using Android.Content; using Android.Nfc.CardEmulators; using Android.OS; using System; using System.Linq; using System.Text; namespace ApduServiceCardApp.Droid.Services { [Service(Exported = true, Enabled = true, Permission = "android.permission.BIND_NFC_SERVICE"), IntentFilter(new[] { "android.nfc.cardemulation.action.HOST_APDU_SERVICE" }, Categories = new[] { "android.intent.category.DEFAULT" }), MetaData("android.nfc.cardemulation.host_apdu_service", Resource = "@xml/aid_list")] public class CardService : HostApduService { // ISO-DEP command HEADER for selecting an AID. // Format: [Class | Instruction | Parameter 1 | Parameter 2] private static readonly byte[] SELECT_APDU_HEADER = new byte[] { 0x00, 0xA4, 0x04, 0x00 }; // "OK" status word sent in response to SELECT AID command (0x9000) private static readonly byte[] SELECT_OK_SW = new byte[] { 0x90, 0x00 }; // "UNKNOWN" status word sent in response to invalid APDU command (0x0000) private static readonly byte[] UNKNOWN_CMD_SW = new byte[] { 0x00, 0x00 }; public override byte[] ProcessCommandApdu(byte[] commandApdu, Bundle extras) { if (commandApdu.Length >= SELECT_APDU_HEADER.Length && Enumerable.SequenceEqual(commandApdu.Take(SELECT_APDU_HEADER.Length), SELECT_APDU_HEADER)) { var hexString = string.Join("", Array.ConvertAll(commandApdu, b => b.ToString("X2"))); SendMessageToActivity($"Recieved message from reader: {hexString}"); var messageToReader = "Hello Reader!"; var messageToReaderBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(messageToReader); return messageToReaderBytes.Concat(SELECT_OK_SW).ToArray(); } return UNKNOWN_CMD_SW; } public override void OnDeactivated(DeactivationReason reason) { } private void SendMessageToActivity(string msg) { Intent intent = new Intent("MSG_NAME"); intent.PutExtra("MSG_DATA", msg); SendBroadcast(intent); } } } 

रीडर से APDU कमांड मिलने पर, ProcessCommandApdu विधि को कॉल किया जाएगा और कमांड को बाइट्स के एक सरणी के रूप में स्थानांतरित किया जाएगा।

सबसे पहले, हम यह सत्यापित करते हैं कि संदेश SELECT_APDU_HEADER से शुरू होता है और यदि हां, तो पाठक को एक प्रतिक्रिया लिखें। वास्तव में, एक विनिमय कई चरणों में हो सकता है, सवाल-जवाब सवाल-जवाब, आदि।

वर्ग से पहले, सेवा विशेषता Android सेवा के मापदंडों का वर्णन करती है। निर्माण करते समय, xamarin इस विवरण को AndroidManifest.xml में ऐसे तत्व में परिवर्तित करता है:

 <service name='md51c8b1c564e9c74403ac6103c28fa46ff.CardService' permission='android.permission.BIND_NFC_SERVICE' enabled='true' exported='true'> <meta-data name='android.nfc.cardemulation.host_apdu_service' resource='@res/0x7F100000'> </meta-data> <intent-filter> <action name='android.nfc.cardemulation.action.HOST_APDU_SERVICE'> </action> <category name='android.intent.category.DEFAULT'> </category> </intent-filter> </service> 

सहायता_सूची.xml में सेवा का विवरण

Xml फ़ोल्डर में, सहायता_सूची बनाएँ। Xml फ़ाइल:

 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <host-apdu-service xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:description="@string/service_name" android:requireDeviceUnlock="false"> <aid-group android:description="@string/card_title" android:category="other"> <aid-filter android:name="F123456789"/> </aid-group> </host-apdu-service> 

इसका संदर्भ कार्डसेवा वर्ग में सेवा विशेषता में है - संसाधन = "@ xml / सहायता_सूची"
यहां हमने अपने एप्लिकेशन का AID सेट किया है, जिसके अनुसार पाठक इसे एक्सेस करेगा और विशेषता की आवश्यकता हैDeviceUnlock = "झूठी" ताकि कार्ड एक अनलॉक स्क्रीन के साथ पढ़ा जाए।

कोड में 2 स्थिरांक हैं: @string/service_name और @string/card_title । वे मान / strings.xml फ़ाइल में घोषित किए गए हैं:

 <resources> <string name="card_title">My Loyalty Card</string> <string name="service_name">My Company</string> </resources> 

संदेश भेजने का तंत्र:

इस सेवा का MainActivity से कोई संबंध नहीं है, जो कि APDU आदेश प्राप्त करने के समय शुरू भी नहीं हो सकता है। इसलिए, हम ब्रॉडकास्टसीवर का उपयोग करके कार्ड सेवा से मेनऐक्टिविटी तक संदेश भेजते हैं:

कार्डसेवा से संदेश भेजने की विधि:

 private void SendMessageToActivity(string msg) { Intent intent = new Intent("MSG_NAME"); intent.PutExtra("MSG_DATA", msg); SendBroadcast(intent); } 

संदेश प्राप्त करना:
MessageReceiver वर्ग बनाएँ:

 using Android.Content; namespace ApduServiceCardApp.Droid.Services { public class MessageReceiver : BroadcastReceiver { public override async void OnReceive(Context context, Intent intent) { var message = intent.GetStringExtra("MSG_DATA"); await App.DisplayAlertAsync(message); } } } 

मैसेजऐक्टिव को रजिस्टर करें

 protected override void OnCreate(Bundle savedInstanceState) { ... var receiver = new MessageReceiver(); RegisterReceiver(receiver, new IntentFilter("MSG_NAME")); LoadApplication(new App()); } 

App.xaml.cs

एक संदेश प्रदर्शित करने के लिए पाठक विधि के समान ही:

 public static async Task DisplayAlertAsync(string msg) => await Device.InvokeOnMainThreadAsync(async () => await Current.MainPage.DisplayAlert("message from service", msg, "ok")); 

AndroidManifest.xml

  <uses-feature android:name="android.hardware.nfc.hce" android:required="true" /> <uses-feature android:name="FEATURE_NFC_HOST_CARD_EMULATION"/> <uses-permission android:name="android.permission.NFC" /> <uses-permission android:name="android.permission.BIND_NFC_SERVICE" /> <uses-sdk android:minSdkVersion="10"/>  14 

फिलहाल, हमारे पास पहले से ही निम्न कार्य हैं:

• रीडर स्क्रीन पर एमुलेटर से डेटा प्रदर्शित करें
• एमुलेटर स्क्रीन पर रीडर से डेटा प्रदर्शित करें
• एमुलेटर को चल रहे एप्लिकेशन के साथ काम करना चाहिए और स्क्रीन बंद होने के साथ।

अगला।

एमुलेटर नियंत्रण

मैं Xamarin.Essentials का उपयोग करके सेटिंग्स संग्रहीत करूंगा।

आइए ऐसा करते हैं: जब हम एमुलेटर एप्लिकेशन को पुनरारंभ करते हैं, तो हम सेटिंग को अपडेट करेंगे:

 Xamarin.Essentials.Preferences.Set("key1", Guid.NewGuid().ToString()); 

और ProcessCommandApdu विधि में हम इस मूल्य को हर बार फिर से लेंगे:

 var messageToReader = $"Hello Reader! - {Xamarin.Essentials.Preferences.Get("key1", "key1 not found")}"; 

अब हर बार जब आप एमुलेटर एप्लीकेशन को रिस्टार्ट (कम से कम नहीं) करते हैं, तो हम एक नई गाइड देखते हैं, उदाहरण के लिए:

 Hello Reader! - 76324a99-b5c3-46bc-8678-5650dab0529d 

इसके अलावा, सेटिंग्स के माध्यम से, एमुलेटर चालू / बंद करें:

 Xamarin.Essentials.Preferences.Set("IsEnabled", false); 

और ProcessCommandApdu विधि की शुरुआत में जोड़ें:

 var IsEnabled = Xamarin.Essentials.Preferences.Get("IsEnabled", false); if (!IsEnabled) return UNKNOWN_CMD_SW; // 0x00, 0x00 

यह एक आसान तरीका है, लेकिन अन्य हैं ।

एक पाठक का पता चलने पर एमुलेटर एप्लिकेशन को चलाना

यदि आपको केवल एमुलेटर एप्लिकेशन खोलने की आवश्यकता है, तो ProcessCommandApdu विधि में लाइन जोड़ें:

 StartActivity(typeof(MainActivity)); 

यदि आपको आवेदन करने के लिए मापदंडों को पारित करने की आवश्यकता है, तो इस तरह:

 var activity = new Intent(this, typeof(MainActivity)); intent.PutExtra("MSG_DATA", "data for application"); this.StartActivity(activity); 

आप ऑनक्रीट विधि में MainActivity class में उत्तीर्ण मापदंडों को पढ़ सकते हैं:

 ... LoadApplication(new App()); if (Intent.Extras != null) { var message = Intent.Extras.GetString("MSG_DATA"); await App.DisplayAlertAsync(message); } 

Nfc एडेप्टर की स्थिति की जाँच करना और nfc सेटिंग्स पर स्विच करना

यह खंड पाठक और एमुलेटर दोनों पर लागू होता है।

Android प्रोजेक्ट में NfcHelper बनाएं और इसे MainPage पेज कोड से एक्सेस करने के लिए DependencyService का उपयोग करें।

 using Android.App; using Android.Content; using Android.Nfc; using ApduServiceCardApp.Services; using Xamarin.Forms; [assembly: Dependency(typeof(ApduServiceCardApp.Droid.Services.NfcHelper))] namespace ApduServiceCardApp.Droid.Services { public class NfcHelper : INfcHelper { public NfcAdapterStatus GetNfcAdapterStatus() { var adapter = NfcAdapter.GetDefaultAdapter(Forms.Context as Activity); return adapter == null ? NfcAdapterStatus.NoAdapter : adapter.IsEnabled ? NfcAdapterStatus.Enabled : NfcAdapterStatus.Disabled; } public void GoToNFCSettings() { var intent = new Intent(Android.Provider.Settings.ActionNfcSettings); intent.AddFlags(ActivityFlags.NewTask); Android.App.Application.Context.StartActivity(intent); } } } 

अब क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म प्रोजेक्ट में, INfcHelper इंटरफ़ेस जोड़ें:

 namespace ApduServiceCardApp.Services { public interface INfcHelper { NfcAdapterStatus GetNfcAdapterStatus(); void GoToNFCSettings(); } public enum NfcAdapterStatus { Enabled, Disabled, NoAdapter } } 

और यह सब MainPage.xaml.cs कोड में उपयोग करें:

  protected override async void OnAppearing() { base.OnAppearing(); await CheckNfc(); } private async Task CheckNfc() { var nfcHelper = DependencyService.Get<INfcHelper>(); var status = nfcHelper.GetNfcAdapterStatus(); switch (status) { case NfcAdapterStatus.Enabled: default: await App.DisplayAlertAsync("nfc enabled!"); break; case NfcAdapterStatus.Disabled: nfcHelper.GoToNFCSettings(); break; case NfcAdapterStatus.NoAdapter: await App.DisplayAlertAsync("no nfc adapter found!"); break; } } 

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