Tutorial Near Field Communication (NFC)

1. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 1 NEAR FIELD COMMUNICATION (NFC) PARTE I

2. Contenido  Introducción  NFC Forum  Características  Especificaciones técnicas  Arquitectura NFC  Estándares de comunicación  Mensajes NDEF  RTD Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 2

4. Introducción NFC (por su siglas en ingles Near Field Communication), es una tecnología inalámbrica de interconexión de dispositivos de corto alcance que surge de combinar la tecnología RFID y la tecnología de interconexión de smart cards. Permite realizar una comunicación simple, segura e intuitiva entre dispositivos. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 4

5. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 5 Philips Sony Protocolo NFC Nokia

6. Ejemplo Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 6

7.  La tecnología NFC puede funcionar en dos modos:  Activo, en el que ambos equipos con chip NFC generan un campo electromagnético e intercambian datos.  Pasivo, en el que solo hay un dispositivo activo y el otro aprovecha ese campo para intercambiar la información. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 7

9. NFC Forum  El NFC Forum es una asociación industrial sin animo de lucro fundada por NXP Semiconductors, Sony Corporation y Nokia para regular el uso de la interacción inalámbrica de corto alcance en la electrónica de consumo, dispositivos móviles y los PCs.  Promueve la implantación y la estandarización de la Tecnología NFC como mecanismo para la interoperabilidad entre dispositivos y servicios. Para conseguir esto, se encarga de:  Desarrollar especificaciones basadas en estándares  Asegurarse del uso de las especificaciones del NFC Forum  Trabajar para que los productos con tecnología NFC cumplan con las especificaciones del NFC Forum  Educar a los consumidores y las empresas respecto de la TCeenctnroo NloacgioíanaNl dFe CInvestigación y Desarrollo Tecnológico 9

11. Características  Tecnología de comunicación inalámbrica de corto alcance (aproximadamente 10cm).  Intercambio bidireccional de datos.  Añade a la tecnología RFID .  Comunicación instantánea.  Intercambio de datos 424 kbit/s.  Basado en RFID sobre los 13.56 MHz. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 11

13. Especificaciones técnicas  Dentro de la forma de trabajo de NFC, los dispositivos generan una onda de radio de baja frecuencia operando a 13,56 MHz, disponible globalmente sin restricción y sin necesidad de licencia para su uso.  NFC es una plataforma abierta pensada desde el inicio para teléfonos y dispositivos móviles. Su tasa de transferencia puede alcanzar los 424 kbit/s.  Bajo estándares  ISO 14443  NFCIP-1  NFCIP-2  FeliCa  ISO 18092 Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 13

15. Arquitectura NFC Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 15

16. Modo Emulación de tarjeta  Este modo se utiliza para que el dispositivo NFC actúe como una etiqueta o una tarjeta inteligente. En este modo también se puede utilizar las características de seguridad avanzadas del elemento seguro, siendo útil para transacciones bancarias por ejemplo o para la gestión de entradas, en general para las gestiones de pagos rápidos, control de accesos, etc. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 16

17. Modo Peer-to-Peer  Este modo sirve básicamente para el intercambio de pequeñas cantidades de datos utilizando el mismo protocolo de NFC. Pero si es necesario un intercambio de una mayor cantidad de información, la comunicación NFC se podría utilizar para establecer parámetros de una comunicación inalámbrica como Bluetooth o Wi-Fi. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 18

18. Modo Lectura/ Escritura  En este modo el dispositivo NFC puede leer los cuatro tipos de tarjetas NFC definidos en su Foro. Cuando se establece esta configuración los dispositivos NFC pueden intercambiar pequeñas cantidades de información como por ejemplo una información de texto en claro, una dirección web o un número telefónico. Este modo tiene compatibilidad de RF con la ISO/IEC 14443 y FeliCa. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 20

20. Estándar de comunicación  El NFC Forum ha establecido un formato común para poder compartir datos entre los dispositivos NFC entre sí y/o entre los dispositivos y las etiquetas NFC, denominado NDEF.  Además una especificación de los tipos de registros incluidos en los mensajes NDEF, denominado RTD. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 23

22. NDEF (NFC Data Exchange Format)  Formato de intercambio de Datos NFC.  Definido por NFC Forum.  Formato ligero de mensajes , el cual puede ser usado para guardar y transportar diferentes tipos de elementos.

23. NDEF  Define un formato de encapsulación de mensaje para el intercambio de datos entre dispositivos NFC o de un dispositivo NFC a una etiqueta NFC y las reglas para construcción de un mensaje NDEF válido y también de una cadena ordenada de registros NDEF.

24. NDEF  NDEF es un formato binario ligero que puede encapsular una o más payloads de diferente tipo y tamaño dentro de la estructura de un solo mensaje. Payloads Tipo Longitud Identificador

25. NDEF  Longitud de la carga (payload): Indica el número de octetos de payload, es decir, indica la longitud de payload encapsulada en un registro.  Primeros 8 octetos de un registro.  PAYLOAD_LENGTH es un octeto para registros pequeños y cuatro octetos para registros normales.  Los registros pequeños están indicados estableciendo el bit de la bandera SR (Short Record) en 1.

26. NDEF  Tipo de Payload: Indica la clase de datos que está siendo transportado en el payload de ese registro.  El tipo del primer registro provee el contexto de procesamiento no solo para el primer registro sino para todo el mensaje NDEF.  URIs, MIME o tipos específicos NFC (NFC-specific).  Identificador de Payload: La payload puede dar un identificador opcional en la forma de una URI absoluta o relativa; esto permite a las cargas que soportan URI vincular tecnologías de referencia con otras cargas.

27. NDEF  NDEF es simplemente un formato de mensaje  Solo especifica la estructura del formato.  No declara algún tipo de circuito o algún concepto de conexión o que pueda especificar el intercambio de información.  El formato de datos de NDEF es el mismo tanto para un dispositivo NFC como para una etiqueta NFC, por lo que la información de NDEF es independiente del tipo de dispositivos que se estén comunicando.

28. NDEF  Se puede enviar un variado tipo de información como:  Puede encapsular documentos XML, fragmentos XML, datos encriptados, e imágenes como archivos JPEG, GIF, etc.  Encapsular cadenas de información.  Agregar documentos múltiples y entidades que están asociados lógicamente de alguna manera. Por ejemplo, se puede encapsular un mensaje NFC-specific y un conjunto de archivos adjuntos de tipos estandarizados que tienen referencia desde ese mensaje NFC-specific.  Encapsulado compacto de pequeños payloads.

29. Formato del Registro NDEF  Los registros NDEF son de longitud variable pero todos tienen un formato común.  Se presenta en nivel de octetos.  El orden de transmisión es de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo; de esta manera el bit más significativo del octeto es el bit del extremo izquierdo y para una cadena de octetos es igual, el bit más significativo que es el del extremo izquierdo de todo el campo de octetos y es el que se transmite primero.

30. Campos del formato de registro NDEF  MB (Message Begin): Indica el inicio de un mensaje NDEF.  ME (Message End): Indica el final de un mensaje NDEF.  CF (Chunk Flag): Indica que es el primer segmento de registro o que es un segmento de registro del medio de una payload fragmentada.  SR (Short Record): Indica que el campo PAYLOAD_LENGTH es un solo octeto y no cuatro octetos como lo es para un registro NDEF normal.  IL (ID_LENGTH): Indica que el campo ID_LENGTH está presente en la cabecera del registro como un octeto.  TNF (TYPE NAME FORMAT): Indica la estructura del valor del campo TYPE.

31. Valores de TNF

32. Campos del formato de registro NDEF • Representa la longitud en octetos del campo TYPE. • Representa la longitud del campo PAYLOAD y a su vez el tamaño del campo PAYLOAD_LENGTH depende del valor de la bandera SR. • Especifica la longitud del campo ID y está presente sólo si la bandera IL en la cabecera del registro se establece en 1. • Especifica el tipo de payload de la información transmitida (El tamaño máximo de este campo es de 255). • El valor de este campo es un identificador que tiene la forma de una referencia URI (El tamaño máximo de este campo es de 255). • Se lleva la información útil para las aplicaciones del usuario (El tamaño máximo 232

33. Mensaje NDEF  Un mensaje NDEF está compuesto por uno o varios Registros NDEF. El primer registro de un mensaje está marcado con la bandera MB (Message Begin) y el último registro lleva la bandera ME (Message End). Si un mensaje está compuesto por un solo registro, éste mismo lleva tanto la bandera MB como la bandera ME. El número de registros que un mensaje NDEF puede llevar es ilimitado.  Los mensajes NDEF no deben superponerse, es decir, que las banderas MB y ME no deben ser utilizadas para anidar mensajes NDEF. Los mensajes NDEF pueden ser anidados llevando un mensaje completo como una payload en un registro NDEF.

34. Fragmentos de Registros  NDEF no llevan números índices para indicar su orden, sino que está implícito en el orden en que los registros son serializados.  Por ejemplo si los registros son empaquetados por una aplicación intermedia, ésta es la responsable de asegurar que el orden de los registros sea el mismo.  Un registro es la unidad para llevar un payload en un mensaje NDEF y cada payload es descrita por sus propios parámetros.

35. Fragmentos de Registro  Una payload fragmentada debe ser enteramente encapsulada en un simple mensaje NDEF, o sea que no debe abarcar múltiples mensajes NDEF. Por lo tanto, ni un fragmento de registro inicial o medio puede tener una bandera ME establecida. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 41

37. RTD (Definición del tipo de registro)  La especificación RTD por sus siglas Record Type Definition provee las pautas para la especificación de los tipos de registros estándar NFC que pueden ser incluidos en los mensajes NDEF intercambiados entre los dispositivos NFC o entre un dispositivo NFC y una etiqueta NFC.  Permite soportar aplicaciones específicas NFC. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 43

38. TNF (TYPE NAME FORMAT):  En el campo formato de los tipos de registros de un mensaje NDEF están contenidos los nombres del tipo de registro llamado “record type name”. Cada definición de tipo de registro es identificado por su Record Type Name.  Los Record Type Name pueden ser especificados en distintos formatos llamados Type Name Format (TNF). Estos podrían ser URIs, tipos NFC well-known, tipos externos NFC. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 44

39. Tipos de registros  Tipo NFC Forum : well-known  Tipo NFC Forum Externo Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 45

40. Tipo NFC well-known (I)  El tipo NFC well-known es un formato diseñado para las etiquetas NFC y también para crear formatos primitivos, es decir un formato común (se puede usar este tipo cuando no hay un URI o no hay disponible un tipo MIME: application/mpg, image/jpeg, etc; o también cuando las limitaciones de un mensaje requieren un nombre muy pequeño.  Cuando un mensaje NDEF lleva un tipo NFC well-known, el campo TNF tiene el valor 0x01. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 46

41. Clases de registro well-known Existen dos clases de este tipo NFC well-known:  Tipo NFC Forum Global: Un tipo NFC Global iniciará con una letra mayúscula, por ejemplo, “T”, ”U”, ”Sp”, etc.  Tipo NFC Forum Local: La finalidad de los tipos NFC Forum Locales es para que sean usados en el contexto de otro registro. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 49

42. Tipos de Registros Well-known  Text RTD  URI RTD  Smart Poster RTD  Registro Titulo  Registro URI  Registro icono  Registro Acción  Registro tamaño  Registro tipo Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 50

43. Tipos de registros Smart Poster (I)  El Registro Título es un ejemplo de registro Texto RTD. Nos permite dar información del contenido del Smart Poster y puede ser visto por el usuario. Este es un registro opcional.  Registro URI: Este registro es el núcleo del Smart Poster y los demás registros son datos acerca de éste. Debe haber uno y solamente un Registro URI en un Smart Poster.  Registro Ícono: permite colocar una imagen para ser mostrada al usuario. Los tipos de imágenes compatibles son PNG o JPEG y también podría haber registros ícono animados o videos de tipo MPEG. Es unC reentrgo iNsatcrioona lo dep Icnvieostnigaaciló.n y Desarrollo Tecnológico 53

44. Tipos de registros Smart Poster (II)  Registro Acción: Sugiere el curso de una acción que un dispositivo pueda seguir para realizar un proceso y define como debe ser tratado el contenido. El nombre del tipo Local es “act”. El contenido de este registro es un byte definido. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 54

45. Tipos de registros Smart Poster (II)  Registro Tamaño: Indica el tamaño del objeto al cual hace referencia el registro URI, pero solo debería ser utilizado para propósitos de información y como una guía. El nombre que representa este registro opcional de tipo local es “s”.  Registro Tipo: Es un registro opcional y puede ser usado para que el dispositivo sepa qué clase de objeto puede esperar antes de abrir una conexión. El nombre para este registro Local es “t”.Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 55

46. NFC Forum Externo  Este tipo de nombre NFC está destinado para las organizaciones que deseen establecer un espacio de nombre particular para ser usado en sus propios fines.  Al igual que los tipos de registros well-known, el tipo NFC externo también es un URN (Nombre de Recurso Uniforme) con “nfc” como NID (Identificador de nombre) pero con la diferencia de que el prefijo utilizado no es “wkt” sino “ext”.  Para determinar si dos tipos de nombres externos son iguales se debe comparar de manera insensitiva caracter por caracter. Centro Naciona l de Investigación y Desarrollo Tecnológico 56

47. Especificaciones Operativas de las etiquetas NFC  Esta especificación describe las características de los diferentes tipos de etiquetas NFC para que los dispositivos sean compatibles y puedan operar con estas en sus diferentes modos lectura o escritura. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 58

48. NEAR FIELD COMMUNICATION (NFC) PARTE II

49. Contenido Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 60  Modos de funcionamiento  Protocolos  NFCIP-1  NFCIP-2  Establecimiento de la comunicación  Aspectos de seguridad  Actualidad tecnológica de NFC

51. Modos de Funcionamiento Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 62  NFC se basa en una tecnología de radiofrecuencia de corto alcance, para el establecimiento de la comunicación se requieren dos tipos de dispositivos :  El Initiator como su nombre indica es el que comienza y controla el intercambio de información. (el equivalente al lector en los sistemas RFID)  El target es el dispositivo que responde a la petición del iniciador.

53. Protocolos Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 64  NFCIP1 : Near Field Communication Interface and Protocol-1  NFCIP2 : Near Field Communication Interface and Protocol-2)

55. Protocolo NFCIP-1 Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 66  Near Field Communication Interface and Protocol : Está definido en el ECMA-340 y el ISO-18092 en este protocolo se define:  El enlace de RF con que trabaja el NFC.  Los modos de operación activo y pasivo.  Tasas de transferencia de 106, 212 y 424 Kbit/s.  La arquitectura para las tasas de transferencia de datos.  Método anticolisión en modo activo.

56. Modos de operación Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 67 Existen dos modos de funcionamiento:  Modo de operación Pasiva  Modo de operación Activa

57. Modo de operación activa Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 68  Tanto el dispositivo initiator como el target, se comunican alternadamente generando sus propios campos de Rf para enviar los datos, es decir, un dispositivo desactiva su campo de RF mientras está esperando una respuesta.

58. Modo de operación activa Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 69

59. Modo de operación Pasiva Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 70  El dispositivo que inicia la conexión es el encargado de generar el campo RF y el dispositivo destino aprovecha la modulación de la carga para poder transferir los datos.

60. Modo de operación Pasiva Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 71

61. Configuraciones y modos de operación Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 72

62. Tasas de Transferencia Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 73  1 baudio = 1 bit  ASK (Amplitude shift keying)

63. ASK (Amplitude shift keying) Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 74  Modulación por desplazamiento de amplitud es una técnica, en la cual se hace variar la amplitud de la portadora de acuerdo a la modulante que vendría a ser la información digital.  En la señal modulante binaria la amplitud pico de la portadora modulada toma sólo dos valores posibles, cada uno de los cuales estará asociado con el correspondiente dato que se moduló.

64. Codificación Manchester 75 01 representa al 0 10 representa al 1 Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico

65. Codificación Miller Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 76

66. Mecanismo anticolisión. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 77  En el modo de operación activo el dispositivo target tras recibir la señal del initiator debe esperar un tiempo de guardia Tg antes de enviar la respuesta. Este tiempo se encuentra en el intervalo:  768/fc < Tg < 2559/fc + n (512/fc)  Durante el tiempo Tg el dispositivo target realiza un censado para asegurar que no hay otros dispositivos utilizando el canal.  En caso de estarlo el dispositivo target espera un tiempo de guardia Tg > 1024/fc antes de intentar enviar su respuesta.  n es un numero aleatorio [0,3].

68. Protocolo NFCIP-2  Near Field Communication and Protocol-2: Definido por el ISO/IEC 21481 / ECMA – 352  Especifica mecanismos de selección de los modos de comunicación en la frecuencia de 13,56 MHz.  Modo NFC.  Modo PCD (Proximity Coupling Devices), especificado en la ISO/IEC 14443.  Modo VCD (Vicinity Coupling Devices), especificado en la ISO/IEC 15693. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 79

69. ISO/IEC14443  Define el funcionamiento de las tarjetas de identificación sin contacto (proximity cards).  Define el formato físico de tarjetas tipo ID-1 (ISO 7810).  Especifica las características de radiofrecuencia  (PCD, “Proximity Coupling Device”)(PICC, “Proximity Integrated Coupling Card”) 80

70. Tarjetas inteligentes sin contacto Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 81  No necesita hacer contacto físico con el lector para realizar la transferencia de datos.  Utiliza tecnología RFID (13,56MHz).  Distancias de comunicación de hasta 10cm.  Rapidez.

71. Tarjetas inteligentes sin contacto Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 82 Existen dos tipos de tarjetas inteligentes sin contacto:  Tarjetas Pasivas  Transponder  Formado por un circuito integrado y una antena  Absorbe energía electromagnética procedente de la unidad lectora.  Tarjetas Activas  Capaces de emitir por sí mismas una señal de RF  Contienen en su interior una batería.  Estas tarjetas permiten una recepción y transmisión a distancias mayores que las tarjetas.

72. Tarjetas inteligentes sin contacto Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 83 Pueden clasificarse en:  Tarjetas de acoplo  Su distancia de funcionamiento es próximo a cero  Se define en la norma ISO 10536.  Tarjetas de proximidad  Operación de aproximadamente 10cm  Se definen en la norma ISO 14443  Tarjetas de vecindad  Distancias muy superiores a los 10cm  Se definen en la norma ISO 15693

73. Tarjetas de Proximidad Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 84  Características de funcionamiento de las tarjetas  Utilizan una frecuencia de funcionamiento de 13,56 MHz.  Tolerancia de ±7 KHz.  Establece que el nivel de intensidad de campo magnético necesario para el correcto funcionamiento de la tarjeta debe estar comprendido entre 1.5 y 7.5 A/m eficaces.

74. Tarjetas de Proximidad Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 85  Existen dos familias diferentes de tarjetas inteligentes de proximidad:  Tarjetas tipo A (Mifare de Philips).  Tarjetas tipo B (Gemplus y Motorola).  La tecnología Mifare es la tecnología de tarjetas inteligentes sin contactos que más popularidad ha alcanzado, convirtiéndose de hecho en un estándar de facto.

75. Tarjetas de Proximidad Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 86 Modo de funcionamiento  La tarjeta se activa al recibir una señal de radiofrecuencia procedente de la unidad lectora y espera en silencio la recepción de un comando.  La unidad lectora envía un comando a la tarjeta, que tras procesarlo envía una respuesta.  Se produce un flujo de mensajes comando ‐ respuesta entre la unidad lectora y la tarjeta inteligente, teniendo en todo momento la unidad lectora la iniciativa y el control.

76. Tarjetas de Proximidad Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 87  PCD (Dispositivo de Acoplamiento de Proximidad)  PICC (Tarjeta de Circuito Integrado de Proximidad)

77. 88 Usos

78. ISO/IEC 15693  Describe los parámetros para las tarjetas de identificación-  Describe el uso de estas tarjetas para el intercambio internacional.  Describe las características eléctricas de la interfaz de contacto entre una tarjeta de proximidad y un dispositivo de acoplamiento alrededores. La interfaz incluye la energía y las comunicaciones bi-direccionales. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 89

79. Norma  Parte 1: características físicas, (formato físico de las tarjetas).  Parte 2: inicialización e interfaz de aire (características de los campos de radiofrecuencia).  Parte 3: Mecanismo anticolisión y protocolo de transmisión.

80. Parte 1  Dimensiones de tarjeta  +- 82.72 x 54.03 x 0.76 mm  Especificaciones ISO/IEC 7810. Formato Dimensiones Uso ID-1 85.60 × 53.98 mm La mayoria de las tarjetas bancarias y tarjetas de identificación ID-2 105 × 74 mm Tarjetas de identificación alemanas expedidas con anterioridad a Noviembre del 2010 ID-3 125 × 88 mm Pasaportes y visas ID-000 25 × 15 mm Tarjetas SIM

81. Parte 2  Fuente de alimentación proporcionado por el campo electromagnético de un Reader.  Frecuencia de 13.56MHz.  Antena de bobina con un gran alcance.

82. Parte 3  Mecanismo anticolisión.  Protocolo de transmisión.

83. Tarjetas de vecindad (VICC)  Cumple con el estándar ISO/IEC 15693.  Son hechas para distancias mayores.  Utilizan las frecuencia 13,56 MHz.  Son denominadas como “tarjetas de largo alcance”.  Tienen una distancia de 50 a 70 cm.  En otros modos de operación pueden alcanzar hasta las 1.5 metros.

84. Proceso de Selección Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 95

86. Establecimiento de la comunicación En esta fase los dispositivos inician la etapa de rastrearse el uno al otro y posteriormente su reconocimiento Una vez negociados los parámetros para la comunicación, se puede decir que ya está realizada exitosamente la comunicación y ya se puede realizar el intercambio de datos. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 97

87. Establecimiento de la comunicación  La tecnología NFC no está destinada para la transferencia masiva de datos, pero se puede utilizar para la configuración de otras tecnologías inalámbricas de mayor ancho de banda como Bluetooth o Wi-Fi con la ventaja de que si se utiliza NFC el tiempo de establecimiento de la comunicación es muy inferior que si se utilizaran estas otras tecnologías por sí solas para efectuar el enlace. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 98

89. Aspectos de seguridad  Su rango de alcance que es limitado a unos pocos centímetros, pero NFC por sí sola no asegura comunicaciones seguras.  NFC no ofrece protección contra los que se dedican a escuchar comunicaciones y es también vulnerable a modificación de datos. Las aplicaciones deben usar protocolos criptográficos de una capa superior para  Uesntabdleiscpeor suintivcoanaplasseivgou,ro.que no genera su propio campo de radio frecuencia, es mucho más difícil intervenir que un dispositivo activo. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 100

91. Actualidad tecnológica de NFC  Modelos de servicios  Elemento seguro incorporado en la electrónica móvil.  Tarjeta de memoria como elemento seguro.  Tarjeta SIM como elemento seguro. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 102

92. Estado actual de NFC en el mundo  Emt de Malaga, en mayo del 2008 puso en marcha el proyecto “Recarga, consulta y validación en autobuses urbanos”, en la que participaron las empresas Orange, Indra, Mobipay y Oberthur Technologies.  Hotel Clarion Estocolmo, a mediados del 2010, lanza un proyecto piloto para ofrecer a sus huéspedes la posibilidad de comprar y obtener la llave de la habitación en sus dispositivos móviles antes de llegar al hotel. En este proyecto colaboran las empresas: Assa Abloy, TeliaSonera, Choice Hotels Scandinavia, Venyon y VingCard Elsafe. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 104

93. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 105 NEAR FIELD COMMUNICATION (NFC) PARTE III

94. Contenido Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 106  Introducción  El Sistema de Despacho de Tags  Escribiendo un tag NFC  Desarrollo de la actividad para escribir tags NFC  Leyendo un tag NFC  Desarrollo de la actividad para leer tags NFC

96. Introducción Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 108 NFC es una tecnología inalámbrica de corto alcance (10 cm. o menos) que permite el intercambio de pequeñas cantidades de datos. Las API’S del framework de Android ofrecen soporte de comunicación por medio del estándar NDEF entre un dispositivo Android y un tag NFC o entre dos dispositivos Android. La ventaja de utilizar el estándar NDEF es que la mayoría de los tags NFC son compatibles con dicho estándar.

97. Introducción Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 109 La lectura de datos NDEF de un tag NFC es manejado por medio del Sistema de Despacho de Tags (tag dispatch system), el cual analiza los tags descubiertos, clasifica de forma adecuada los datos y ejecuta alguna aplicación para el tipo de datos del tag. Para que una aplicación pueda capturar cierto tipo de datos de un tag NFC, debe declarar un filtro de intent (intent filter) y solicitar el manejo de los datos. Además dicha aplicación necesita declarar en el Android Manifest el permiso para acceder al hardware del NFC.

99. El Sistema de Despacho de Tags Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 111 El Sistema de Despacho de Tags escanea los tags, los analiza gramáticamente y trata de ubicar las aplicaciones interesadas en los datos contenidos en el tag. Lo anterior lo realiza siguiendo los siguiente pasos: 1. Analiza gramáticamente el contenido de un tag y lo clasifica en un tipo de MIME o URI. 2. Encapsula el tipo de MIME o URI y el contenido del tag en un intent. 3. Ejecuta la aplicación basada en el intent.

100. El Sistema de Despacho de Tags Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 112 Cabe recordar que un mensaje NDEF(NdefMessage) esta compuesto por uno o mas registros(NdefRecord). El payload o los datos del tag NFC son encapsulados en un mensaje NDEF. Cuando el Sistema de Despacho de Tags lee un mensaje NDEF el primer registro contiene el TNF (Formato de Nombre de Tipo), el RTD (Definicion de Tipo de Registro), el ID del registro y la longitud del payload. Gracias a esta información el Sistema de Despacho de Tags crea el intent apropiado para iniciar alguna aplicación. Si existen dos o mas aplicaciones que requieran un mismo tipo de intent aparecerá el selector de aplicaciones para que el usuario elija la mas adecuada.

101. El Sistema de Despacho de Tags Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 113 El Sistema de Despacho de Tags utiliza 3 tipos de intent:  ACTION_NDEF_DISCOVERED: Este intent tiene la prioridad mas alta  ACTION_TECH_DISCOVERED: Este intent se crea cuando el intent ACTION_NDEF_DISCOVERED no tiene alguna actividad asociada.  ACTION_TAG_DISCOVERED: Este intent tiene la prioridad mas baja. En caso que los intents anteriores no tengan alguna actividad asociada se crea este tipo de intent. Si después de la creación de los tres tipos de intent no se ejecutó alguna aplicación, el Sistema de Despacho de Tags ya no realiza acción alguna.

103. Escribiendo un tag NFC <uses-permission android:name="android.permission.NFC" /> <uses-sdk android:minSdkVersion="10"/> <intent-filter> <action android:name=“android.nfc.action.NDEF_DISCOVERED” /> <category android:name=“android.intent.category.DEFAULT” /> <data android:mimeType=“text/plain” /> </intent-filter> Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 115 Para que una aplicación en Android pueda escribir y leer tags NFC es necesario declarar ciertos campos en el Android Manifest: La declaración del permiso para acceder al hardware NFC. Utilizar como mínimo el SDK versión 10. Declarar un filtro de intents (intent-filter) para alguno de los tres tipos de intent que utiliza el Sistema de Despacho de Tags. 

104. Escribiendo un tag NFC La actividad que se describe en esta sección se encarga de escribir texto plano en un tag NFC utilizando el intent ACTION_TAG_DISCOVERED. El texto plano es obtenido de un objeto EditText donde el usuario debe escribir algún texto. A continuación se muestra una secuencia de imágenes donde un usuario guarda el texto de “hola mundo” en un tag NFC. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 116

105. Escribiendo un tag NFC adaptadorNFC = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this); Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 117 Para detectar un tag y escribir texto en el, es necesario obtener una instancia del adaptador NFC (en el metodo onCreate() de la actividad) como se muestra en la siguiente línea: Cuando el usuario presiona el botón de la actividad se realizan dos acciones: 1. Comprobar que el campo de texto contenga algo escrito. 2. Invocar el método llamado habilitarModoEscritura().

106. Escribiendo un tag NFC Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 118 La primera acción es sencilla de realizar y se deja como actividad a los presentes. Para la segunda acción se puede mencionar que el método habilitarModoEscritura() agrega un filtro a la actividad para capturar los intents ACTION_TAG_DISCOVERED, lo cual se logra con las siguientes líneas de código: 1. modoEscritura = true; 2. PendingIntent intentPendiente = PendingIntent.getActivity(this, 0, new Intent(this, getClass()).addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP), 0); 3. IntentFilter tagDetectado = new IntentFilter(NfcAdapter.ACTION_TAG_DISCOVERED); 4. IntentFilter[] filtros = new IntentFilter[] { tagDetected }; 5. adaptadorNFC.enableForegroundDispatch(this, intentPendiente, filtros, null);

107. Escribiendo un tag NFC adaptadorNFC.disableForegroundDispatch(this); Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 119 Con lo anterior se logra capturar el próximo intent del tipo ACTION_TAG_DISCOVERED. El filtro se remueve de la actividad sobre escribiendo el método onPause() y agregando la línea siguiente: O alternativamente se puede crear un método que sea nombrado deshabilitarModoEscritura(), que contenga la línea de código anterior y que se invocado desde el método onPause().

108. Escribiendo un tag NFC Tag tag = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG); Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 120 El filtro agregado a la aplicación direccionara el próximo intent ACTION_TAG_DISCOVERED a la actividad, pero aun falta sobre escribir el método onNewIntent(Intent intent) para capturar y manejar dicho intent. Con la siguiente línea de código se obtiene una instancia del objeto Tag en dicho método: Una vez obtenida dicha instancia se puede comprobar si es compatible con el formato NDEF y si es de solo escritura como se muestra a continuación. 1. Ndef ndef = Ndef.get(tag); 2. if (ndef != null) { 3. ndef.connect(); 4. if (!ndef.isWritable()) 5. return false; 6. … 7. }

109. Escribiendo un tag NFC Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 121 Si el tag no es de solo lectura y es compatible con NDEF no existirá algún problema para continuar con el paso siguiente que consiste en es escribir un mensaje NDEF en el tag. Las siguientes líneas de código crean un mensaje NDEF con un registro el cual tiene un ID de “1001” y un payload que es el texto que escribió el usuario: 1. String id="1001"; 2. byte[] payload = texto.getBytes(); 3. byte[] RDT_Text = NdefRecord.RTD_TEXT; 4. NdefRecord registroNFC = new NdefRecord(NdefRecord.TNF_WELL_KNOWN, RDT_Text, id.getBytes(), payload); 5. NdefMessage mensajeNFC = new NdefMessage(new NdefRecord[] { registroNFC});

110. Escribiendo un tag NFC ndef.writeNdefMessage(mensajeNFC); Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 122 Una vez que el mensaje NDEF este listo, se procede a escribirlo en el tag NFC después de comprobar que no sea de solo lectura y que sea compatible con el formato NDEF. Lo anterior se realiza de la siguiente forma: A grandes rasgos esta es la forma en puede escribir texto en un tag. Para escribir alguna tipo de MIME o URI solo es cuestión de cambiar el tipo de RTD. Para una mayor referencia se puede encontrar una aplicación de ejemplo en la siguiente liga: https://dl.dropboxusercontent.com/u/39190783/MiNFC1.zip

112. Leyendo un tag NFC Para conseguir la lectura de un tag NFC y obtener texto plano almacenado en el mismo, es necesario realizar los mismos pasos y sobre escribir los mismos métodos que se realizaron para escribir un tag. La diferencia entre leer y escribir un tag NFC con el estándar NDEF en Android consiste en la disposición de la interfaz puesto que ahora el usuario no debe escribir algún texto, solo deberá presionar un botón y acercar el tag NFC. A continuación se muestra una secuencia de imágenes de como se realiza el proceso para leer un tag NFC. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 124

113. Leyendo un tag NFC Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 125 Además otra diferencia es la forma en que se manipula el intent en el método onNewIntent(Intent intent), esto porque primero se obtiene un mensaje NDEF, después se obtiene el primer registro y por ultimo se obtiene el payload. Lo anterior se muestra en las siguientes líneas de cPóadricgeola:ble[] rawMsgs = intent.getParcelableArrayExtra(NfcAdapter.EXTRA_NDEF_MESSAGES); if(rawMsgs!=null){ NdefMessage msg = (NdefMessage) rawMsgs[0]; NdefRecord registro = msg.getRecords()[0]; String textoPlano= new String(registro.getPayload()); if(textoPlano!=null && !textoPlano.equals("")){ edtText2.setText(textoPlano); mostrarMensaje("El tag fue leído correctamente"); }else{ mostrarMensaje("El tag esta vacio o tiene un formato incompatible."); } }

114. Leyendo un tag NFC Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 126 En este caso se da por hecho que el mensaje NDEF solo tiene un registro y que el tipo del RTD es texto plano. Se puede manipular las líneas de código mostradas anteriormente para que comprobar si el tag escaneado tiene un solo registro y si el payload es de texto plano. Se recomienda al lector para ampliar su conocimiento con respecto al manejo de NFC sobre Android puede consultar la pagina de Android Developers. Además en la siguiente liga se encuentra una aplicación Android de ejemplo para el manejo de tags NFCht.tps://dl.dropboxusercontent.com/u/39190783/MiNFC1.zip

115. Bibliografía Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 127 Autor Documento Elena Vicente García Desarrollo de una aplicación de control de acceso y sistemas de identificación mediante la tecnología NFC. Natalia Sánchez Moreno Aplicación de evaluación basada en NFC (Near Field Communication) Gabriel Chavira, Salvador W. Nava, Ramón Hervás, José Bravo, Carlos Sanchez. Localización e Identificación: Una combinación RFID-NFC

116. Bibliografía 128 Ligas de Internet http://bdigital.eafit.edu.co/PROYECTO/P621.3845CDM828/marcoTeorico.pdf http://es.scribd.com/doc/81304649/36/Codigo-Miller-Modificado http://es.scribd.com/doc/81209010/59/REGULACION-Y-ESTANDARES http://www.umts.no/files/081028%20nfc_standards_payments%20Narada.pdf http://www.coderco.com/pag_estandares.htm http://es.scribd.com/doc/80464034/134/ISO-IEC-15693-%E2%80%93-Vicinity-Coupling-Smart-Cards http://www.nfc-forum.org/events/oulu_spotlight/Technical_Architecture.pdf http://www.bcndigital.org/Lists/BDIGITAL%20Debates/Attachments/96/presentacio_AngelDavidGarcia.pdf http://www.ecma-international.org/publications/files/ECMA-ST/Ecma- 352%201st%20edition%20December%202003.pdf http://www.ecma-international.org/publications/files/drafts/tc47-2008-002.pdf http://dspace.epn.edu.ec/bitstream/15000/9156/3/T11646%20C.pdf http://developer.android.com/guide/topics/connectivity/nfc/index.html http://developer.android.com/guide/topics/connectivity/nfc/nfc.html Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico

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