如何在没有卡的情况下向智能卡读卡器（而不是智能卡）发送命令？
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【中文标题】如何在没有卡的情况下向智能卡读卡器（而不是智能卡）发送命令？【英文标题】：How to send commands to smart card reader (and not to the smart card) while no card present? 【发布时间】：2016-02-14 08:04:50 【问题描述】：前言：
我有一个双接口智能卡读卡器，它具有一些扩展功能（除了向卡发送 APDU 命令和接收 APDU 响应）。
例如在其文档中提到您可以使用以下命令获取阅读器的固件版本：
GET_FIRMWARE_VERSION：FF 69 44 42 05 68 92 00 05 00
在它的工具中，有一个这个功能的按钮，它工作正常：
我什至嗅探了 USB 端口，看看我的 PC 和我的阅读器之间的连接中究竟交换了什么来实现这个功能：
命令：
回应：
问题：
我想使用其他工具或通过代码获取我的读卡器版本（并且可能发送其他扩展命令），但我必须在读卡器中插入一张卡才能发送命令，否则我会收到 No Card Present 异常，而我不想向卡发送命令！ （读卡器工具成功响应 GET_FIRMWARE_VERSION，但读卡器插槽中没有任何可用卡）
到目前为止我做了什么：
1.我尝试了一些工具，包括OpenSCTool，PyAPDUTool，和另一个读者的工具。 2.我编写了以下python脚本来发送扩展命令。
#--- Importing required modules.
import sys
import time
sys.path.append("D:\\PythonX\\Lib\\site-packages")
from smartcard.scard import *
import smartcard.util
from smartcard.System import readers
#---This is the list of commands that we want to send device
cmds =[[,0xFF,0x69,0x44,0x42,0x05,0x68,0x92,0x00,0x04,0x00],]
#--- Let's to make a connection to the card reader
r=readers()
print "Available Readers :",r
print
target_reader = input("--- Select Reader (0, 1 , ...): ")
print
while(True):
try:
print "Using :",r[target_reader]
reader = r[target_reader]
connection=reader.createConnection()
connection.connect()
break
except:
print "--- Exception occured! (Wrong reader or No card present)"
ans = raw_input("--- Try again? (0:Exit/1:Again/2:Change Reader)")
if int(ans)==0:
exit()
elif int(ans)==2:
target_reader = input("Select Reader (0, 1 , ...): ")
#--- An struct for APDU responses consist of Data, SW1 and SW2
class stru:
def __init__(self):
self.data = list()
self.sw1 = 0
self.sw2 = 0
resp = stru()
def send(cmds):
for cmd in cmds:
#--- Following 5 line added to have a good format of command in the output.
temp = stru() ;
temp.data[:]=cmd[:]
temp.sw1=12
temp.sw2=32
modifyFormat(temp)
print "req: ", temp.data
resp.data,resp.sw1,resp.sw2 = connection.transmit(cmd)
modifyFormat(resp)
printResponse(resp)
def modifyFormat(resp):
resp.sw1=hex(resp.sw1)
resp.sw2=hex(resp.sw2)
if (len(resp.sw2)<4):
resp.sw2=resp.sw2[0:2]+'0'+resp.sw2[2]
for i in range(0,len(resp.data)):
resp.data[i]=hex(resp.data[i])
if (len(resp.data[i])<4):
resp.data[i]=resp.data[i][0:2]+'0'+resp.data[i][2]
def printResponse(resp):
print "res: ", resp.data,resp.sw1,resp.sw2
send(cmds)
connection.disconnect()
输出：
>>> ================================ RESTART ================================
Available Readers : ['CREATOR CRT-603 (CZ1) CCR RF 0', 'CREATOR CRT-603 (CZ1) CCR SAM 0']
--- Select Reader (0, 1 , ...): 0
Using : CREATOR CRT-603 (CZ1) CCR RF 0
--- Exception occured! (Wrong reader or No card present)
--- Try again? (0:Exit/1:Again/2:Change Reader)
>>> ================================ RESTART ================================
Available Readers : ['CREATOR CRT-603 (CZ1) CCR RF 0', 'CREATOR CRT-603 (CZ1) CCR SAM 0']
--- Select Reader (0, 1 , ...): 1
Using : CREATOR CRT-603 (CZ1) CCR SAM 0
--- Exception occured! (Wrong reader or No card present)
--- Try again? (0:Exit/1:Again/2:Change Reader)
但两者都有提到的问题！
问题：
1- 如何在没有可用卡的情况下向读卡器发送扩展命令？
2- 为什么我在嗅探数据中看不到命令头？ （请注意，由于 Header 是所有扩展命令的预先指定的固定值，我认为阅读器工具不会使用 GET_FIRMWARE_VERSION 命令发送标题，它只发送数据！但它是如何工作的？）
更新：
通过反复试验，我发现了一些有用的东西。
假设：
伪 APDU 固定标头 =FF 69 44 42
GET_READER_FIRMWARE_VERSION = 68 92 00 04 00 的伪 APDU 数据字段
CHANGE_SAM_SLOT = 68 92 01 00 03 XX 00 00 的伪 APDU 数据字段
（我的阅读器有两个 SAM 插槽，所以 XX 可以是 01 或 02）
选择 APDU 命令 = 00 A4 04 00 00
好的，我写了以下Java程序：
import java.util.List;
import java.util.Scanner;
import javax.smartcardio.Card;
import javax.smartcardio.CardChannel;
import javax.smartcardio.CardException;
import javax.smartcardio.CardTerminal;
import javax.smartcardio.CommandAPDU;
import javax.smartcardio.ResponseAPDU;
import javax.smartcardio.TerminalFactory;
import javax.xml.bind.DatatypeConverter;
public class TestPCSC
public static void main(String[] args) throws CardException
TerminalFactory tf = TerminalFactory.getDefault();
List< CardTerminal> terminals = tf.terminals().list();
System.out.println("Available Readers:");
System.out.println(terminals + "\n");
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.print("Which reader do you want to send your commands to? (0 or 1 or ...): ");
String input = scanner.nextLine();
int readerNum = Integer.parseInt(input);
CardTerminal cardTerminal = (CardTerminal) terminals.get(readerNum);
Card connection = cardTerminal.connect("DIRECT");
CardChannel cardChannel = connection.getBasicChannel();
System.out.println("Write your commands in Hex form, without '0x' or Space charaters.");
System.out.println("\n---------------------------------------------------");
System.out.println("Pseudo-APDU Mode:");
System.out.println("---------------------------------------------------");
while (true)
System.out.println("Pseudo-APDU command: (Enter 0 to send APDU command)");
String cmd = scanner.nextLine();
if (cmd.equals("0"))
break;
System.out.println("Command : " + cmd);
byte[] cmdArray = hexStringToByteArray(cmd);
byte[] resp = connection.transmitControlCommand(CONTROL_CODE(), cmdArray);
String hex = DatatypeConverter.printHexBinary(resp);
System.out.println("Response : " + hex + "\n");
System.out.println("\n---------------------------------------------------");
System.out.println("APDU Mode:");
System.out.println("---------------------------------------------------");
while (true)
System.out.println("APDU command: (Enter 0 to exit)");
String cmd = scanner.nextLine();
if (cmd.equals("0"))
break;
System.out.println("Command : " + cmd);
byte[] cmdArray = hexStringToByteArray(cmd);
ResponseAPDU resp = cardChannel.transmit(new CommandAPDU(cmdArray));
byte[] respB = resp.getBytes();
String hex = DatatypeConverter.printHexBinary(respB);
System.out.println("Response : " + hex + "\n");
connection.disconnect(true);
public static int CONTROL_CODE()
String osName = System.getProperty("os.name").toLowerCase();
if (osName.indexOf("windows") > -1)
/* Value used by both MS' CCID driver and SpringCard's CCID driver */
return (0x31 << 16 | 3500 << 2);
else
/* Value used by PCSC-Lite */
return 0x42000000 + 1;
public static byte[] hexStringToByteArray(String s)
int len = s.length();
byte[] data = new byte[len / 2];
for (int i = 0; i < len; i += 2)
data[i / 2] = (byte) ((Character.digit(s.charAt(i), 16) << 4)
+ Character.digit(s.charAt(i + 1), 16));
return data;
在上面的程序中，我可以使用connection.transmitControlCommand 和cardChannel.transmit() 方法向我的阅读器发送命令。关键是，使用第一种方法发送给阅读器的所有命令都被假定为 Pseudo-APDU 命令，我不应该为它们使用 Psedo-APDU 标头！并且使用第二种方法发送给阅读器的所有命令都被假定为常规 APDU 命令，因此如果我需要通过第二种方法发送 Pseudo-APDU 命令，我必须向其添加 Pseudo-APDU 标头。
让我们看看非接触式阅读器的输出：
run:
Available Readers:
[PC/SC terminal ACS ACR122 0,
PC/SC terminal CREATOR CRT-603 (CZ1) CCR RF 0,
PC/SC terminal CREATOR CRT-603 (CZ1) CCR SAM 0]
Which reader do you want to send your commands to? (0 or 1 or ...): 1
Write your commands in Hex form, without '0x' or Space charaters.
---------------------------------------------------
Pseudo-APDU Mode:
---------------------------------------------------
Pseudo-APDU command: (Enter 0 to send APDU command)
00A4040000
Command : 00A4040000
Response : 6800
//Based on reader's documents, 0x6800 means "Class byte is not correct"
//As I have a regular java card in the RF field of my reader, I conclude that
//this response is Reader's response (and not card response)
Pseudo-APDU command: (Enter 0 to send APDU command)
6892000400
Command : 6892000400
Response : 433630335F435A375F425F31353038323100039000
Pseudo-APDU command: (Enter 0 to send APDU command)
FF694442056892000400
Command : FF694442056892000400
Response : 6800
//Pseudo-APDU commands doesn't work in Pseudo-APDU mode if I add the Pseudo-APDU header to them.
Pseudo-APDU command: (Enter 0 to send APDU command)
00A4040000
Command : 00A4040000
Response : 6800
Pseudo-APDU command: (Enter 0 to send APDU command)
0
---------------------------------------------------
APDU Mode:
---------------------------------------------------
APDU command: (Enter 0 to exit)
00A4040000
Command : 00A4040000
Response : 6F198408A000000018434D00A50D9F6E061291921101009F6501FF9000
APDU command: (Enter 0 to exit)
6892000400
Command : 6892000400
Response : 6E00
//This is the response of my card. I can't receive Firmware version in APDU mode using this command without Pseudo-APDU header.
APDU command: (Enter 0 to exit)
FF694442056892000400
Command : FF694442056892000400
Response : 433630335F435A375F425F31353038323100099000
//I successfully received Firmware version in APDU mode using the fixed Pseudo-APDU header.
APDU command: (Enter 0 to exit)
00A4040000
Command : 00A4040000
Response : 6F198408A000000018434D00A50D9F6E061291921101009F6501FF9000
APDU command: (Enter 0 to exit)
0
BUILD SUCCESSFUL (total time: 1 minute 36 seconds)
还有问题吗？
是的，两个问题！：
1-上述程序仅在第一次运行时运行良好。我的意思是，如果我停止运行并重新运行它，第二种方法会抛出异常：
run:
Available Readers:
[PC/SC terminal ACS ACR122 0, PC/SC terminal CREATOR CRT-603 (CZ1) CCR RF 0, PC/SC terminal CREATOR CRT-603 (CZ1) CCR SAM 0]
Which reader do you want to send your commands to? (0 or 1 or ...): 1
Write your commands in Hex form, without '0x' or Space charaters.
---------------------------------------------------
Pseudo-APDU Mode:
---------------------------------------------------
Pseudo-APDU command: (Enter 0 to send APDU command)
00A4040000
Command : 00A4040000
Response : 6800
Pseudo-APDU command: (Enter 0 to send APDU command)
FF694442056892000400
Command : FF694442056892000400
Response : 6800
Pseudo-APDU command: (Enter 0 to send APDU command)
6892000400
Command : 6892000400
Response : 433630335F435A375F425F31353038323100049000
Pseudo-APDU command: (Enter 0 to send APDU command)
00A4040000
Command : 00A4040000
Response : 6800
Pseudo-APDU command: (Enter 0 to send APDU command)
0
---------------------------------------------------
APDU Mode:
---------------------------------------------------
APDU command: (Enter 0 to exit)
00A4040000
Command : 00A4040000
Exception in thread "main" javax.smartcardio.CardException: sun.security.smartcardio.PCSCException: Unknown error 0x16
at sun.security.smartcardio.ChannelImpl.doTransmit(ChannelImpl.java:219)
at sun.security.smartcardio.ChannelImpl.transmit(ChannelImpl.java:90)
at TestPCSC.main(TestPCSC.java:58)
Caused by: sun.security.smartcardio.PCSCException: Unknown error 0x16
at sun.security.smartcardio.PCSC.SCardTransmit(Native Method)
at sun.security.smartcardio.ChannelImpl.doTransmit(ChannelImpl.java:188)
... 2 more
Java Result: 1
BUILD SUCCESSFUL (total time: 39 seconds)
正如您在上面看到的，我不能再使用第二种方法了，我需要关闭阅读器电源并重新打开它以使其再次正常工作。
2-联系人接口（我的意思是 SAM 阅读器）总是抛出先前的异常！我的意思是第二种方法根本不起作用（第一次运行，第二次和第三次都没有......）
请注意，我尝试了不同的阅读器，似乎不仅限于此阅读器。一些 ACS 阅读器在重新运行时也有类似或完全相同的问题
有人知道吗？
作为一个附带问题，Python 是否有任何与 Java 类似的发送 Pseudo-APDU 的相同方法？
最后，在 Reader 看来，connection.transmitControlCommand 和 cardChannel.transmit() 方法有什么区别？
【问题讨论】：
不能肯定，但通常读者会在 PC 上安装特定于阅读器的库，这些库可以与 PCSC 的 SCID 驱动程序并行使用。在这种情况下，读卡器制造商的 GUI 可能取决于这些库，因为它们可能提供更多读卡器特定的功能。我不确定您遇到的直通问题在多大程度上是由于智能卡读卡器的驱动程序或 PCSC 堆栈本身造成的。不过阅读器制造商应该知道。 您应该能够通过依赖项查看器检查不同工具使用了哪些库。 @MaartenBodewes 谢谢亲爱的 Bodewes 先生。我更新了问题。关于读者特定的图书馆，我认为这不是我的重点。我的读者拥有的所有工具都是一个可移植的可执行文件（没有任何 .sys 文件或 .dll 库）。我在Windows命令行中使用tasklist \M命令的任何方式，它都会为这个可执行文件进程返回`ntdll.dll、wow64.dll、wow64win.dll、wow64cpu.dll`。
我还使用process monitor（一种工具形式SysInternals co）监视了该工具的进程，我发现它只加载了一些Windows/内核dll库，包括WinSCard.dll。实际上它没有任何特殊的库。
我相信，transmitContolCommand 向读卡器发送控制命令，您通常应该将它与供应商特定命令的 ESC 代码一起使用。您可以尝试在第一个命令后向阅读器发送 ATR（重置）。 ACR122U 有一些关于控制代码的文档，但我不记得看到任何关于重置的内容。我相当确定您通常希望使用 transferControlComand 来处理这类事情。
【参考方案1】：
当您停止“智能卡”服务时，该工具是否仍返回固件版本？如果是，则该工具可能会使用原始 IOCTL 命令 (DeviceIoControl) 与驱动程序进行通信。
还可以查看this question。作者说你必须将SCARD_PROTOCOL_UNDEFINED设置为协议参数：
SCardConnect(hSC,
readerState.szReader,
SCARD_SHARE_DIRECT,
SCARD_PROTOCOL_UNDEFINED,
&hCH,
&dwAP
);
我刚刚尝试过，它似乎至少适用于 Windows 10。没有插卡就可以通讯。不过我没有测试其他 Windows 版本。
【讨论】：
亲爱的 Amin， 很遗憾，我无法再让读者查看它。 :) 哦，可惜了。 @Abraham 我更新了我的答案。通过传递SCARD_PROTOCOL_UNDEFINED 作为协议参数，我能够在没有插入卡的情况下成功与读卡器通信。
太棒了！感谢您更新答案并分享您亲爱的 Armin 的经验。【参考方案2】：
readers() 是可用阅读器的数组索引
reader = r[target_reader]
转换
reader = r[int(target_reader)]
输出
Available Readers : ['JAVACOS Virtual Contact Reader 0', 'JAVACOS Virtual Contactless Reader 1', 'OMNIKEY CardMan 3x21 0']
--- Select Reader (0, 1 , ...): 2
Using : OMNIKEY CardMan 3x21 0
ATR : 3B 9E 94 80 1F 47 80 31 A0 73 BE 21 13 66 86 88 02 14 4B 10 19
【讨论】：
以上是关于如何在没有卡的情况下向智能卡读卡器（而不是智能卡）发送命令？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章