PC/SCに潜む謎

WindowsでNFCなどのICカードを利用するのに便利なPC/SCというインターフェース仕様があります。

通常はリーダライタはそれぞれドライバがあってSDKが提供されたりしてそのリーダ用のプログラムを作成するわけなんですが、PC/SCに対応したリーダライタでPC/SCを利用してプログラミングしてしまえば、他のPC/SC対応リーダに変更してもそのまま使えちゃうわけですね。（まぁ、そんなにうまくはいかないんですが）

こういう共通インターフェース仕様っていうのはぶっ飛び系（なんで？こんだけのことするのに何でこんなにコードがいるわけ？など）が多いわけですが、このPC/SCも結構不思議ちゃんな部分があります。

実際に見てみましょう。ACSさんのACR122リーダを使用します。

PC/SCの実体というかAPIの呼び出し先はwinscard.dllというシステムファイルです。Windowsに含まれてますので、特に何かインストールしなくても普通に使えます。

で、だいたい次のようなAPIの呼び出しをして使います。

　SCardEstablishContext - まあ、これから使うよー的な。
　　　　　↓
　SCardListReaders - これでWindowsが認識しているPC/SCに対応したリーダの一覧を取得します。
　　　　　↓
　SCardGetStatusChange - リーダの状態の変化を察知します。カードが置かれたとかがわかります。
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　SCardConnect - カードが置かれてるようなら、これでカードと接続（おおげさな）します。
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　SCardTransmit - カードに対してコマンドを送信します。
　　　　　↓
　SCardDisconnect - カードとの接続を切断（またおおげさな）します。
　　　　　↓
　SCardReleaseContext - 終わったよー的な。

至って普通に見えますね。重要なのは SCardTransmit で、これでAPDU(Application Protocol Data Unit)という形式のバイナリデータを送ることでカードを操作します。たとえば「お前だれー」というときは

　FF CA 00 00 00 (16進数)

といったバイナリ列を送ればカードのIDを返してきます。APDUは定義されたものもあればメーカ独自のものもあります。
先ほどのIDの取得やタグの読み書きなどは定義されていますが、ACR122リーダではブザーを鳴らしたりＬＥＤを点灯したりみたいなこともAPDUを送ることで可能です。

　FF 00 40 50 04 05 05 03 01

なんて送ると、赤のＬＥＤが３回点滅してそれに合わせてピーピーピーと鳴ります。便利ですねー。これを使えばカードをかざしてお前のカード認証されてねーよみたいなときに警告としてピーピー言うこともできそうです。

ところが不都合が１つあります。先ほどのAPDUを送信するAPIなんですが、SCardTransmitなんです。そうです。S「Card」Transmitです。カードなんです。カードに送るんです。
まあ、カードに送るって言っても一旦はリーダに送るんだからいいんじゃね？とも思いますが、実際SCardTransmitの引数はこうなっています。

　SCardTransmit(カードハンドル, 送信パラメータ, 送信データ, 送信データの長さ, 受信パラメータ, 受信用バッファ, 受信用バッファの長さ)

いきなりカードハンドルというのがあります。これは SCardConnect の時に取得できるカードの識別子みたいなもんです。これがないと送信してくれません。０とかにしてもダメです。もちろん送信するときにはカードとリーダが通信できている状態にある必要があります。

要するに、カードが置いてないときにAPDUコマンドは送信できないのです。例えそのAPDUがリーダのブザーを鳴らすとかカードに全く関係のないコマンドであったとしてもです。えー！なんでー？謎。
（注：ACR122リーダではこれを回避？するため DirectTransmit というものがPC/SCとは別に用意されているようです）

※2014/07/04 追記　カードが無くてもコマンド送信は可能でした。お詫びいたします。詳細は新しいエントリー「PC/SCに潜む謎　その２」を参照ください。