中國聯(lián)通公司企業(yè)標準

QB/CU260-2013

中國聯(lián)通電信智能卡SWP卡技術規(guī)范

ChinaUnicomTelecomSmartCardTechnicaISpecification

forSingleWireProtocoICard

(V3.0)

2013-12-25發(fā)布2013-12-25實施

中國聯(lián)通公司發(fā)布

中國聯(lián)通電信智能卡SWP卡技術規(guī)范V3.0

目錄

目錄...........................................................................I

前言..........................................................................V

1范圍..........................................................................1

2規(guī)范引用文件.................................................................1

3術語、定義和縮略語...........................................................2

3.1術語.....................................................................2

3.2符號....................................................................3

3.3縮略語..................................................................3

3.4編碼規(guī)則................................................................4

4聯(lián)通SWP卡特征..............................................................4

4.1卡片定義................................................................4

4.1.1SWP協(xié)議基本原理......................................................5

4.2基本要求................................................................6

4.2.1技術架構..............................................................6

4.2.2應用支持..............................................................7

4.2.3空間要求..............................................................8

4.2.4內置應用要求..........................................................8

4.2.5邏輯通道要求.........................................................10

4.2.6關機刷卡要求.........................................................10

4.2.7混合模式要求.........................................................10

4.3卡片特征...............................................................11

4.3.1對UICC接口的支持....................................................11

4.3.2配置要求.............................................................11

4.3.3與其它接口的交互.....................................................11

5物理特性.....................................................................11

5.1外觀要求................................................................11

5.2卡片運行的溫度范圍......................................................12

53觸點....................................................................12

5.3.1觸點規(guī)定............................................................12

5.3.2觸點激活與失效.......................................................12

5.3.3接口激活.............................................................12

5.3.4在一個不支持SWP的終端上UICC的行為..................................17

5.3.5終端與不支持SWP的UICC相連時的行為...................................17

5.3.6非活動觸點............................................................17

6電氣特性.....................................................................17

6.1工作條件................................................................17

6.1.1提供的電壓級別.......................................................18

中國聯(lián)通電信智能卡SWP卡技術規(guī)范V3.0

6.1.2Vcc（觸點C1）低功耗模式定義..........................................18

6.1.3S1信號..............................................................19

6.1.4S2信號..............................................................19

7SWP協(xié)議....................................................................20

7.1物理傳輸層............................................................20

7.1.1S1信號的位編碼和采樣時序（自同步編碼）..............................20

7.1.2S2信號的切換管理....................................................22

7.1.3SWP接口狀態(tài)管理.....................................................22

7.1.4功耗模式狀態(tài)/切換以及省電模式........................................24

7.2數(shù)據(jù)鏈路層............................................................25

7.2.1概述.................................................................25

7.2.2介質訪問控制（MAC）層................................................26

7.2.3支持的LLC層.........................................................27

7.2.4ACTLLC定義.........................................................29

7.3SHDLCLLC定義.....................................................31

7.3.1SHDLC概述.......................................................31

7.3.2端點.................................................................31

7.3.3SHDLC幀類型.........................................................31

7.3.4控制字段.........................................................32

7.3.5改變滑動窗口的大小和端點能力.........................................33

7.3.6SHDLC上下文.....................................................34

7.3.7SHDLC幀序列.........................................................35

7.3.8實現(xiàn)模型.............................................................40

7.4CLTLLC的定義......................................................44

7.4.1概述.................................................................44

7.4.2CLT幀的格式.....................................................44

7.4.3CLT命令集...........................................................45

7.4.4CLT幀的解析.....................................................46

7.4.5CLT協(xié)議規(guī)則.....................................................49

7.5時序與性能............................................................50

7.5.1SHDLC數(shù)據(jù)傳輸模式.................................................50

7.5.2CLT數(shù)據(jù)傳輸模式（IS0/IEC14443TypeA）.............................50

8HCI協(xié)議.....................................................................53

8.1HCI架構................................................................53

8.1.1概述.................................................................53

8.1.2Hosts................................................................54

8.1.3Gates................................................................54

8.1.4Pipes................................................................54

8.1.5Registries...........................................................56

8.2HCP...................................................................56

8.2.1HCP分組.............................................................56

8.2.2HCP消息結構.........................................................56

8.2.3消息分割.............................................................57

8.3指令...................................................................58

中國聯(lián)通電信智能卡SWP卡技術規(guī)范V3.0

8.3.1命令.................................................................58

8.3.2響應命令.............................................................62

8.3.3事件.................................................................64

8.4GATES.....................................................................................................................................65

8.4.1管理Gates.....................................................................................................................66

8.4.2通用Gates.....................................................................................................................68

8.5HCI流程...............................................................68

8.5.1Pipe管理............................................................68

8.5.2Registry訪問........................................................72

8.5.3Host和Gate發(fā)現(xiàn).....................................................72

8.5.4會話初始化...........................................................73

8.5.5回環(huán)測試.............................................................75

8.6非接卡模擬模式.........................................................75

8.6.1概述................................................................76

8.6.2Gate.................................................................................................................................77

8.6.3流程................................................................84

8.7#接閱讀器模式.........................................................85

8.7.1概述.................................................................86

8.7.2閱讀器RFGate...............................................................................................................86

8.7.3閱讀器應用Gate.............................................................................................................91

8.7.4流程.................................................................92

8.8連接通信...............................................................93

8.8.1概述.................................................................93

8.8.2連接Gate.........................................................................................................................93

8.8.3連接應用Gate.................................................................................................................95

8.8.4流程.................................................................95

9JAVACARDTM技術支持.......................................................96

9.1Java卡虛擬機...........................................................96

9.2Java卡運行環(huán)境.........................................................97

9.3Java卡API...........................................................................................................................98

10GP互操作技術支持.........................................................98

10.1SCP要求..............................................................98

10.2PUTKEY命令要求.....................................................99

10.2.13DES密鑰...........................................................99

10.2.2AES密鑰（可選）....................................................100

10.2.3RSA密鑰............................................................101

11API支持...................................................................102

11.1必選API.............................................................................................................................102

11.2可選API............................................................................................................................104

12移動終端支持...............................................................105

13非接性能要求..............................................................105

13.1刷卡距離..............................................................105

13.2響應時間..............................................................105

13.3刷卡成功率...........................................................105

中國聯(lián)通電信智能卡SWP卡技術規(guī)范V3.0

13.4射頻性能指標..........................................................105

13.5通訊速率..............................................................105

附錄ASWPRHCIAPI實現(xiàn)要求＜規(guī)范性附錄》....................................106

A.lHCIAPI功能描述....................................................106

A.2卡模擬模式..........................................................107

A.3閱讀器模式..........................................................108

A.4連接服務............................................................109

A.5與主動式功能的交互..................................................110

A.6Java卡資源處理.....................................................110

A.7JavaCard?Platform的HCIAPI數(shù)據(jù)包...................................110

附錄B修訂歷史〈資料性附錄,SWP卡............................................111

中國聯(lián)通電信智能卡SWP卡技術規(guī)范V3.0

-XX--

刖§

近場通信（NFC）是基于RFID技術發(fā)展起來的一種近距離高頻無線通信技術，工作在

13.56MHz頻段，可在短距離內實現(xiàn)電子身份識別或者數(shù)據(jù)傳輸功能。利用NFC技術，用戶

可以用手機代替公交卡、銀行卡、員工卡、門禁卡等非接觸式智能卡，實現(xiàn)便捷、高效辦公

與生活。

近場通信業(yè)務具有很高的用戶粘性，一直以來都受到電信運營商的關注。尤其是近些年

NFC終端的大量普及，己為近場通信業(yè)務的推廣奠定了足夠的用戶基礎，近場通信業(yè)務將成

為電信運營商又一重磅產品。

目前NFC解決方案有很多，其中基于SWP卡的NFC解決方案，成本低廉、商用廣泛，技

術兼容性好，深得電信運營商的青睞。本標準是中國聯(lián)通電信智能卡SWP卡技術規(guī)范，定義

了基于13.56MHz使用SWP協(xié)議實現(xiàn)近場通信功能的手機卡片技術規(guī)范。

本標準是在國際標準和行業(yè)標準的基礎上，根據(jù)中國聯(lián)通業(yè)務發(fā)展需要而制定的，隨著

業(yè)務對卡要求的拓展以及技術的發(fā)展，會適時針對本標準進行補充和修訂。

本標準由中國聯(lián)通公司產品創(chuàng)新部提出。

本標準由中國聯(lián)通公司技術部歸口。

本標準主要起草單位：中國聯(lián)通產品創(chuàng)新部、北京中網華通設計咨詢有限公司

本標準主要起草人：李紅五、李明鐸、許海翔、張欣宇、鄭雄、尹子棟、彭程、擺莉、

肖綠平、徐燕、李茁、紀洪明、孫陽陽、衣莉莉、王俊清。

本標準的修改和解釋權屬中國聯(lián)通公司。

中國聯(lián)通電信智能卡SWP卡技術規(guī)范V3.0

1范圍

本標準規(guī)定了中國聯(lián)通支持近場通信的用戶卡的物理電氣特性要求、系統(tǒng)架構、SWP

協(xié)議、HCI協(xié)議、GLOBALPLATFORM功能等要求。

本標準適用于中國聯(lián)通支持SWP技術的13.56MHz近場通信用戶卡片。

2規(guī)范引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其

隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標

準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新

版本適用于本標準(該原則適用于全文)。其中[9]為SWP參考規(guī)范，[12]為HCI參考規(guī)范。

[1]ETSITS102221《SmartCards;UICC-Tcrminalinterface;Physicalandlogical

characteristics^.

[2]ETSITS102613v8.2.0{SmartCards;UICC-ContactlessFront-end(CLF)Interface;

Pan1:Physicalanddatalinklayercharacterisiics(Release8)》.

[3]ETSITS102622v8.4.0(SmartCards;UICC-ContactlessFront-end(CLF)Interface;

HostControllerInterface(HCI)(Release8)》.

[4]ISO/IEC14443-2《Identificationcards-Contactlessintegratedcircuit(s)cards-

Proximitycards-Part2:Radiofrequencypowerandsignalinterfaced.

[5]ISO/IEC14443-3《Identificationcards-Contactlessintegratedcircuit(s)cards-

Proximitycards-Part3:InitializationandAnticollision^.

[6]ISO/IEC14443-4《Identificationcards-Contactlessintegratedcircuit(s)cards-

Proximitycards-Part4:Transmissionprotocol》.

[7]ISO/IEC13239《Informationtechnology-Telecommunicationsandinformation

exchangebetweensystems-High-leveldatalinkcontrol(HDLC)procedures》.

[8]ISO/IF.C1R092《Infnrmatinntechnology-Telecommunicatinnsandinformation

exchangebetweensystems-NearFieldCommunication-InterfaceandProtocol(NFCIP-1)^.

[9]ISO/IEC7816-4Infbmiationtechnology-Identificationcares-Integratedcircuits)

cardswithcontacts-Part4:Interindustrycommandsfbrinterchanged.

[10]ETSITS101220《SmartCards;ETSInumberingsystemfbrtelecommunication

applicationproviders》.

[11]ETSITS102223《SmartCards;CardApplicationToolkit(CAT)》.

[12]JavaCard?SpecificationVersion3.0.1,ClassicEdition.

[13]GlobalPlatfbrmCardSpecificationv2.2.1.

[14]GlobalPlatfbrmCardSpecificationv2.2-AmendmentAConfidentialCardContent

Management.

中國聯(lián)通電信智能卡SWP卡技術規(guī)范V3.0

[15]GlobalPlatformCardSpecificationv2.2-AmendmentCContactlessServices.

[16]GlobalPlatfbrmCardUICCConfigurationVersion1.0.1

[17]中國聯(lián)通電信智能卡Java引擎技術規(guī)范

[18]中國聯(lián)通基于UICC平臺的Java卡互操作技術規(guī)范—第二部分：SWP卡

[19]中國聯(lián)通GSMWCDMA數(shù)字移動通信網UICC卡技術規(guī)范

[20]中國聯(lián)通GSMWCDMA數(shù)字蜂窩移動通信網USIM卡技術規(guī)范

[21]中國聯(lián)通GSMWCDMA數(shù)字蜂窩移動通信網USAT卡技術規(guī)范

3術語、定義和縮略語

下列術語、定義和縮略語適用于本標準：

3.1術語

卡模擬模式：UICC通過非接前端模擬一張非接卡的工作模式

A類運行條件：終端或者卡片在5V±10%范圍內工作

B類運行條件：終端或者卡片在3V土10%范圍內工作

C類運行條件：終端或者卡片在1.8V±10%范圍內工作

非接前端：終端內的電路：

?處理非接通訊的模擬信號

?處理非接傳輸鏈路上的通訊協(xié)議層

?同UICC交換數(shù)據(jù)

全雙工：同時的雙向數(shù)據(jù)流

半雙工：相續(xù)的雙向數(shù)據(jù)流

空閑位：在幀外發(fā)送的一個編瑪為。的位

主設備：提供S1信號的設備實體

讀卡器模式：UICC通過非接前端模擬成一個非接讀卡器的模式

高（H）狀態(tài)：信號的高電氣水平值（電壓或者電流）

低（L）狀態(tài)：信號的低電氣水平值（電壓或者電流）

S1：由主設備到從設備的信號

S2：由從設備到主設備的信號

從設備：與主設備相連提供S2信號的設備實體

切換序列：主設備在喚醒過程中對從設備發(fā)送的包括在L狀態(tài)下的空閑位信號

喚醒序列：從設備在每次發(fā)送幀之前發(fā)送的序列

Gate：Host上運行的服務的入口點；

Pipe：連接不同Host上的Gate的邏輯通信通道：

Host控制器：負責管理Host網絡的特殊Host；

2

中國聯(lián)通電信智能卡SWP卡技術規(guī)范V3.0

Host網絡：由兩個或兩個以上Host組成的網絡：

Host:運行一個或多個服務的邏輯實體：

Registry：存儲與Gate相關的一組“參數(shù)-值”對；

服務：主機上用于管理或執(zhí)行非接業(yè)務的功能集合。

3.2符號

表3.2.1

符號含義

Gnd接地

IH電流標記S2處于H狀態(tài)

II電流標記S2處于L狀態(tài)

T位持續(xù)時間

THIS1上編碼為1的H狀態(tài)掙續(xù)時間

THOS1上編碼為。的H狀態(tài)掙續(xù)時間

TCLF非按前端處理一個數(shù)據(jù)包的時間

TRFnRF接口上傳送非接觸命令或響應的時間

TSWP傳輸一個SWP包所需的時間

TuiccUICC處理一條非接觸命令所需的時間

tF下降時間

tR上升時間

Vcc供電電壓

輸入電壓（高）

vIH

VIL輸入電壓（低）

VOH輸M電壓（高）

VOL輸出電壓（低）

GIDGate標識

HIDHost標識

PIDPipe標識

PIPE、PID為x的Pipe

3.3縮略語

表3.3.1

詞語全稱描述

ACTACTivationprotocol激活協(xié)議

CLFContactLcssFrontend非接前端

CLKCLocK時鐘

CLTContactLcssTunnelling非接通道

CRCCyclicRedundancycheck循環(huán)冗余校驗

EOFEndOfFrame結束幀

HDLCHighlevelDataLinkControl高級數(shù)據(jù)鏈路控制

3

中國聯(lián)通電信智能卡SWP卡技術規(guī)范V3.0

詞語全稱描述

I/OInput/Output輸入/輸出

ISOInternationalOrganizationfbr國際標準化組織

Standardization

LLCLogicalLinkControl邏輯鏈路控制

LPDULinkProtocolDataUnit鏈路辦議數(shù)據(jù)單元

LSBLeastSignificantBit最低有效位

MACMediumAccessControl介質訪問控制

MSBMostSignificantBit最高有效位

NFCIP-lNearFieldCommunication-Interface近場通信-接口和協(xié)議

andProtocol

PCDProximityCouplingDevice近場耦合設備

PICCProximityIntegratedCircuitCard近場集成電路卡

REJReject拒絕

RFRadioFrequency射頻

RFUReservedfbrFutureUse預留

RNRReceiveNotReady接收未就緒

RRReceiveReady接收就緒

RSTReSeT重置

SREJSelectiveReject選擇性拒絕

SHDLCSimplifiedHighLevelDataLink簡化高級數(shù)據(jù)鏈路控制

Control

SOFStartOfFrame起始幀

SWIOSingleWireprotocolInput/Output單線程協(xié)議輸入/輸出

SWPSingleWireProtocol單線程協(xié)議

GLOBALGlobalPlatform全球平臺組織

PLATFORM

OTAOver-The-Air空中下載

UICCUniversalIntegratedCircuitCard通用集成電路卡

3.4編碼規(guī)則

下述編碼規(guī)則適用于本規(guī)范：

?除特別說明外，所有的長度都以字節(jié)為單位

?每字節(jié)由第8位到第1位組成，其中第8位是最高位，第1位是最低位，在各種表示

中，最左邊比特為最高位

?十六進制值用單引號包含（‘xx'）

在UICC上，被標記為RFU的字節(jié)和位都應當設定為0。

4聯(lián)通SWP卡特征

4.1卡片定義

1

中國聯(lián)通電信智能卡SWP卡技術規(guī)范V3.0

中國聯(lián)通SWP卡(以下簡稱“SWP卡”或“卡片”)，是一種可在近距離射頻電磁場環(huán)境中在

基于13.56MHz頻段使用SWP協(xié)議與射頻單元/天線進行數(shù)據(jù)通信的USIM卡片?？ㄆ瑫r具備接觸

式接口和非接觸式接口，接觸式接口符合ISO/IEC7816國際標準；非接觸式接口符合ETSITS102

613行業(yè)標準。

SWP卡是一種基于13.56MHz頻段符合國際標準的近場通信卡，可以廣泛適用于開放環(huán)境的

近場通信業(yè)務，如電子錢包、公交一卡通等。由于SWP卡近場通信解決方案中，射頻電信和CLF

通常內置在移動終端中，因此SWP卡片在開展業(yè)務是需要使用配套的支持NFC功能的移動終端，

具體的終端要求參見本規(guī)范第13章節(jié)。

典型的SWP卡工作模式示意如圖4.1.1所示。

US1M

圖4.1.1SWP卡工作模式示意圖

SWP卡片通過C6觸點與內置在終端的CLF進行數(shù)據(jù)通信。通信基于SWP協(xié)議完成，因此C6

觸點被定義為SWIO接口。

CLF與射頻天線連接，負責射頻信號的接收、發(fā)送和上層轉發(fā)，基于ISO/IEC14443國際標

準完成底層工作。

4.1.1SWP協(xié)議基本原理

SWP接口是一種UICC與非接前端(CLF)之間面向比特流、點對點的通訊協(xié)議，如圖4.1.2

所示。

CLF是主設備、UICC是從設備。

5

中國聯(lián)通電信智能卡SWP卡技術規(guī)范V3.0

CLF?SIM一

SWIO

SWIO

愉出|一1A

S2輸入

CLF▲SIM

(主設備)J（從設備）

O1

GND?GND

S2

______________________________/

SIM?CLF

圖4.1.2SWP數(shù)據(jù)傳:輸

SWP協(xié)議基于全雙工數(shù)字傳輸模式:

?S1信號通過一個數(shù)字調制（低或高）的電壓信號傳輸。

?S2信號通過一個數(shù)字調制（低或高）的電流信號傳輸。

當主設備以H狀態(tài)發(fā)送S1信號，從設備借助上拉電流（H狀態(tài)）或不借助上拉電流（L狀態(tài)）

來傳輸S2信號。因S1以脈沖寬度編碼，所以可以在它上面?zhèn)魉鸵粋€傳輸時鐘，即數(shù)據(jù)以全雙工

模式傳輸。S1的編碼方式參見本規(guī)范7.L1節(jié)。只有在S1處于H狀態(tài)時S2才有效。

4.2基本要求

4.2.1技術架構

聯(lián)通SWP卡是一種復合型電信智能卡，其卡片技術架構如圖4.2.1所示。

Native應用JavaCard應用

應

用CUOTAEngine：呼SSD1

層CUOTAApp|」CPMI]CRS口CREL……SPApp

CardAPIUICC/USIMAPIJCAPIGPAPIHCIAPI

OPENandGPTrustedContactless

底MIFAREUSAT

層FrameworkFramework

(NXP)*

架USIMJavaCardVM/RE

構

UICCFrameworkHigherlevelProtocol—CAT>SWP、…

SecurityApplicationandfileBASE-Protocol

Hardware

圖4.2.1聯(lián)通SWP卡片技術架構邏輯圖

主要功能模塊的技術標準要求參見表4.2.1。

6

中國聯(lián)通電信智能卡SWP卡技術規(guī)范V3.0

表4.2.1聯(lián)通SWP卡技術標準參考表

主要技術聯(lián)通企標主要國際規(guī)范參考

《中國聯(lián)通GSMWCDMA數(shù)字

UICC《ETSITS102221》等

移動通信網UICC卡技術規(guī)范》

《中國聯(lián)通GSMWCDMA數(shù)字

USIM蜂窩移動通信網USIM卡技術規(guī)《3GPPTS31.102》等

范》

《中國聯(lián)通GSMWCDMA數(shù)字

USAT蜂窩移動通信網USAT卡技術規(guī)《3GPPTS3I.U1》等

范》

SWP參考本規(guī)范《ETSI102613V8.2》

HCI-HCP參考本規(guī)范《ETSI102622V8.4》

HCI-API參考本規(guī)范《ETSI102705v10.0》

《MIFAREClassicIK-Mainstream

MIFARE*參考本規(guī)范contactlesssmartcardICforfastandeasy

solutiondevelopment^

《JavaCard?P'atfbrm,Version3.0.1

JavaCard參考本規(guī)范

ClassicEdition》

^GlobalPlatfbrmCardSpecification

v221》；

^GlobalPlatfbmCardSpecification

《中國聯(lián)通基于UICC平臺

v2.2-AmendmentA》；

GlobalPlatfbnn的Java卡互操作技術規(guī)范—第二

^GlobalPlatfbnnCardSpecification

部分：SWP卡》

v2.2-AmendmentC》；

<GlobalPla:fbrmCardUICC

ConfigurationV1.0.1》

《中國聯(lián)通基于UICC平臺

^GlobalPlatfbmCardSpecification

GRS應用的Java卡互操作技術規(guī)范—第二

v2.2-AmendmentC》；

部分：SWP卡》

API參見本規(guī)范第10章節(jié)

注1：若聯(lián)通企標規(guī)范與國際/行業(yè)標準間存在內容差異，則以聯(lián)通企標規(guī)范要求為準。

注2：Mifhre應用環(huán)境為可選功能組件。

4.2.2應用支持

聯(lián)通SWP卡基于U1CC多應用平臺，提供多種類型的卡片應用。根據(jù)卡應用的運行環(huán)境,

我們分為：CPU