中国联通电信智能卡SWP卡技术规范

中国联通公司企业标准

QB/CU260-2013

中国联通电信智能卡SWP卡技术规范

ChinaUnicomTelecomSmartCardTechnicaISpecification

forSingleWireProtocoICard

(V3.0)

2013-12-25发布2013-12-25实施

中国联通公司发布

中国联通电信智能卡SWP卡技术规范V3.0

目录

目录...........................................................................I

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

1范围..........................................................................1

2规范引用文件.................................................................1

3术语、定义和缩略语...........................................................2

3.1术语.....................................................................2

3.2符号....................................................................3

3.3缩略语..................................................................3

3.4编码规则................................................................4

4联通SWP卡特征..............................................................4

4.1卡片定义................................................................4

4.1.1SWP协议基本原理......................................................5

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

4.2.1技术架构..............................................................6

4.2.2应用支持..............................................................7

4.2.3空间要求..............................................................8

4.2.4内置应用要求..........................................................8

4.2.5逻辑通道要求.........................................................10

4.2.6关机刷卡要求.........................................................10

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

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

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

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

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

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

5.1外观要求................................................................11

5.2卡片运行的温度范围......................................................12

53触点....................................................................12

5.3.1触点规定............................................................12

5.3.2触点激活与失效.......................................................12

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

5.3.4在一个不支持SWP的终端上UICC的行为..................................17

5.3.5终端与不支持SWP的UICC相连时的行为...................................17

5.3.6非活动触点............................................................17

6电气特性.....................................................................17

6.1工作条件................................................................17

6.1.1提供的电压级别.......................................................18

中国联通电信智能卡SWP卡技术规范V3.0

6.1.2Vcc（触点C1）低功耗模式定义..........................................18

6.1.3S1信号..............................................................19

6.1.4S2信号..............................................................19

7SWP协议....................................................................20

7.1物理传输层............................................................20

7.1.1S1信号的位编码和采样时序（自同步编码）..............................20

7.1.2S2信号的切换管理....................................................22

7.1.3SWP接口状态管理.....................................................22

7.1.4功耗模式状态/切换以及省电模式........................................24

7.2数据链路层............................................................25

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

7.2.2介质访问控制（MAC）层................................................26

7.2.3支持的LLC层.........................................................27

7.2.4ACTLLC定义.........................................................29

7.3SHDLCLLC定义.....................................................31

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

7.3.2端点.................................................................31

7.3.3SHDLC帧类型.........................................................31

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

7.3.5改变滑动窗口的大小和端点能力.........................................33

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

7.3.7SHDLC帧序列.........................................................35

7.3.8实现模型.............................................................40

7.4CLTLLC的定义......................................................44

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

7.4.2CLT帧的格式.....................................................44

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

7.4.4CLT帧的解析.....................................................46

7.4.5CLT协议规则.....................................................49

7.5时序与性能............................................................50

7.5.1SHDLC数据传输模式.................................................50

7.5.2CLT数据传输模式（IS0/IEC14443TypeA）.............................50

8HCI协议.....................................................................53

8.1HCI架构................................................................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分组.............................................................56

8.2.2HCP消息结构.........................................................56

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

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

中国联通电信智能卡SWP卡技术规范V3.0

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

8.3.2响应命令.............................................................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访问........................................................72

8.5.3Host和Gate发现.....................................................72

8.5.4会话初始化...........................................................73

8.5.5回环测试.............................................................75

8.6非接卡模拟模式.........................................................75

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

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

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

8.7#接阅读器模式.........................................................85

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

8.7.2阅读器RFGate...............................................................................................................86

8.7.3阅读器应用Gate.............................................................................................................91

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

8.8连接通信...............................................................93

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

8.8.2连接Gate.........................................................................................................................93

8.8.3连接应用Gate.................................................................................................................95

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

9JAVACARDTM技术支持.......................................................96

9.1Java卡虚拟机...........................................................96

9.2Java卡运行环境.........................................................97

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

10GP互操作技术支持.........................................................98

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

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

10.2.13DES密钥...........................................................99

10.2.2AES密钥（可选）....................................................100

10.2.3RSA密钥............................................................101

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

11.1必选API.............................................................................................................................102

11.2可选API............................................................................................................................104

12移动终端支持...............................................................105

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

13.1刷卡距离..............................................................105

13.2响应时间..............................................................105

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

中国联通电信智能卡SWP卡技术规范V3.0

13.4射频性能指标..........................................................105

13.5通讯速率..............................................................105

附录ASWPRHCIAPI实现要求＜规范性附录》....................................106

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

A.2卡模拟模式..........................................................107

A.3阅读器模式..........................................................108

A.4连接服务............................................................109

A.5与主动式功能的交互..................................................110

A.6Java卡资源处理.....................................................110

A.7JavaCard™Platform的HCIAPI数据包...................................110

附录B修订历史〈资料性附录,SWP卡............................................111

中国联通电信智能卡SWP卡技术规范V3.0

-XX--

刖§

近场通信（NFC）是基于RFID技术发展起来的一种近距离高频无线通信技术，工作在

13.56MHz频段，可在短距离内实现电子身份识别或者数据传输功能。利用NFC技术，用户

可以用手机代替公交卡、银行卡、员工卡、门禁卡等非接触式智能卡，实现便捷、高效办公

与生活。

近场通信业务具有很高的用户粘性，一直以来都受到电信运营商的关注。尤其是近些年

NFC终端的大量普及，己为近场通信业务的推广奠定了足够的用户基础，近场通信业务将成

为电信运营商又一重磅产品。

目前NFC解决方案有很多，其中基于SWP卡的NFC解决方案，成本低廉、商用广泛，技

术兼容性好，深得电信运营商的青睐。本标准是中国联通电信智能卡SWP卡技术规范，定义

了基于13.56MHz使用SWP协议实现近场通信功能的手机卡片技术规范。

本标准是在国际标准和行业标准的基础上，根据中国联通业务发展需要而制定的，随着

业务对卡要求的拓展以及技术的发展，会适时针对本标准进行补充和修订。

本标准由中国联通公司产品创新部提出。

本标准由中国联通公司技术部归口。

本标准主要起草单位：中国联通产品创新部、北京中网华通设计咨询有限公司

本标准主要起草人：李红五、李明铎、许海翔、张欣宇、郑雄、尹子栋、彭程、摆莉、

肖绿平、徐燕、李茁、纪洪明、孙阳阳、衣莉莉、王俊清。

本标准的修改和解释权属中国联通公司。

中国联通电信智能卡SWP卡技术规范V3.0

1范围

本标准规定了中国联通支持近场通信的用户卡的物理电气特性要求、系统架构、SWP

协议、HCI协议、GLOBALPLATFORM功能等要求。

本标准适用于中国联通支持SWP技术的13.56MHz近场通信用户卡片。

2规范引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其

随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标

准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新

版本适用于本标准(该原则适用于全文)。其中[9]为SWP参考规范，[12]为HCI参考规范。

[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.

中国联通电信智能卡SWP卡技术规范V3.0

[15]GlobalPlatformCardSpecificationv2.2-AmendmentCContactlessServices.

[16]GlobalPlatfbrmCardUICCConfigurationVersion1.0.1

[17]中国联通电信智能卡Java引擎技术规范

[18]中国联通基于UICC平台的Java卡互操作技术规范—第二部分：SWP卡

[19]中国联通GSMWCDMA数字移动通信网UICC卡技术规范

[20]中国联通GSMWCDMA数字蜂窝移动通信网USIM卡技术规范

[21]中国联通GSMWCDMA数字蜂窝移动通信网USAT卡技术规范

3术语、定义和缩略语

下列术语、定义和缩略语适用于本标准：

3.1术语

卡模拟模式：UICC通过非接前端模拟一张非接卡的工作模式

A类运行条件：终端或者卡片在5V±10%范围内工作

B类运行条件：终端或者卡片在3V土10%范围内工作

C类运行条件：终端或者卡片在1.8V±10%范围内工作

非接前端：终端内的电路：

•处理非接通讯的模拟信号

•处理非接传输链路上的通讯协议层

•同UICC交换数据

全双工：同时的双向数据流

半双工：相续的双向数据流

空闲位：在帧外发送的一个编玛为。的位

主设备：提供S1信号的设备实体

读卡器模式：UICC通过非接前端模拟成一个非接读卡器的模式

高（H）状态：信号的高电气水平值（电压或者电流）

低（L）状态：信号的低电气水平值（电压或者电流）

S1：由主设备到从设备的信号

S2：由从设备到主设备的信号

从设备：与主设备相连提供S2信号的设备实体

切换序列：主设备在唤醒过程中对从设备发送的包括在L状态下的空闲位信号

唤醒序列：从设备在每次发送帧之前发送的序列

Gate：Host上运行的服务的入口点；

Pipe：连接不同Host上的Gate的逻辑通信通道：

Host控制器：负责管理Host网络的特殊Host；

2

中国联通电信智能卡SWP卡技术规范V3.0

Host网络：由两个或两个以上Host组成的网络：

Host:运行一个或多个服务的逻辑实体：

Registry：存储与Gate相关的一组“参数-值”对；

服务：主机上用于管理或执行非接业务的功能集合。

3.2符号

表3.2.1

符号含义

Gnd接地

IH电流标记S2处于H状态

II电流标记S2处于L状态

T位持续时间

THIS1上编码为1的H状态挣续时间

THOS1上编码为。的H状态挣续时间

TCLF非按前端处理一个数据包的时间

TRFnRF接口上传送非接触命令或响应的时间

TSWP传输一个SWP包所需的时间

TuiccUICC处理一条非接触命令所需的时间

tF下降时间

tR上升时间

Vcc供电电压

输入电压（高）

vIH

VIL输入电压（低）

VOH输M电压（高）

VOL输出电压（低）

GIDGate标识

HIDHost标识

PIDPipe标识

PIPE、PID为x的Pipe

3.3缩略语

表3.3.1

词语全称描述

ACTACTivationprotocol激活协议

CLFContactLcssFrontend非接前端

CLKCLocK时钟

CLTContactLcssTunnelling非接通道

CRCCyclicRedundancycheck循环冗余校验

EOFEndOfFrame结束帧

HDLCHighlevelDataLinkControl高级数据链路控制

3

中国联通电信智能卡SWP卡技术规范V3.0

词语全称描述

I/OInput/Output输入/输出

ISOInternationalOrganizationfbr国际标准化组织

Standardization

LLCLogicalLinkControl逻辑链路控制

LPDULinkProtocolDataUnit链路办议数据单元

LSBLeastSignificantBit最低有效位

MACMediumAccessControl介质访问控制

MSBMostSignificantBit最高有效位

NFCIP-lNearFieldCommunication-Interface近场通信-接口和协议

andProtocol

PCDProximityCouplingDevice近场耦合设备

PICCProximityIntegratedCircuitCard近场集成电路卡

REJReject拒绝

RFRadioFrequency射频

RFUReservedfbrFutureUse预留

RNRReceiveNotReady接收未就绪

RRReceiveReady接收就绪

RSTReSeT重置

SREJSelectiveReject选择性拒绝

SHDLCSimplifiedHighLevelDataLink简化高级数据链路控制

Control

SOFStartOfFrame起始帧

SWIOSingleWireprotocolInput/Output单线程协议输入/输出

SWPSingleWireProtocol单线程协议

GLOBALGlobalPlatform全球平台组织

PLATFORM

OTAOver-The-Air空中下载

UICCUniversalIntegratedCircuitCard通用集成电路卡

3.4编码规则

下述编码规则适用于本规范：

•除特别说明外，所有的长度都以字节为单位

•每字节由第8位到第1位组成，其中第8位是最高位，第1位是最低位，在各种表示

中，最左边比特为最高位

•十六进制值用单引号包含（‘xx'）

在UICC上，被标记为RFU的字节和位都应当设定为0。

4联通SWP卡特征

4.1卡片定义

1

中国联通电信智能卡SWP卡技术规范V3.0

中国联通SWP卡(以下简称“SWP卡”或“卡片”)，是一种可在近距离射频电磁场环境中在

基于13.56MHz频段使用SWP协议与射频单元/天线进行数据通信的USIM卡片。卡片同时具备接触

式接口和非接触式接口，接触式接口符合ISO/IEC7816国际标准；非接触式接口符合ETSITS102

613行业标准。

SWP卡是一种基于13.56MHz频段符合国际标准的近场通信卡，可以广泛适用于开放环境的

近场通信业务，如电子钱包、公交一卡通等。由于SWP卡近场通信解决方案中，射频电信和CLF

通常内置在移动终端中，因此SWP卡片在开展业务是需要使用配套的支持NFC功能的移动终端，

具体的终端要求参见本规范第13章节。

典型的SWP卡工作模式示意如图4.1.1所示。

US1M

图4.1.1SWP卡工作模式示意图

SWP卡片通过C6触点与内置在终端的CLF进行数据通信。通信基于SWP协议完成，因此C6

触点被定义为SWIO接口。

CLF与射频天线连接，负责射频信号的接收、发送和上层转发，基于ISO/IEC14443国际标

准完成底层工作。

4.1.1SWP协议基本原理

SWP接口是一种UICC与非接前端(CLF)之间面向比特流、点对点的通讯协议，如图4.1.2

所示。

CLF是主设备、UICC是从设备。

5

中国联通电信智能卡SWP卡技术规范V3.0

CLF►SIM一

SWIO

SWIO

愉出|一1A

S2输入

CLF▲SIM

(主设备)J（从设备）

O1

GND►GND

S2

______________________________/

SIM►CLF

图4.1.2SWP数据传:输

SWP协议基于全双工数字传输模式:

・S1信号通过一个数字调制（低或高）的电压信号传输。

・S2信号通过一个数字调制（低或高）的电流信号传输。

当主设备以H状态发送S1信号，从设备借助上拉电流（H状态）或不借助上拉电流（L状态）

来传输S2信号。因S1以脉冲宽度编码，所以可以在它上面传送一个传输时钟，即数据以全双工

模式传输。S1的编码方式参见本规范7.L1节。只有在S1处于H状态时S2才有效。

4.2基本要求

4.2.1技术架构

联通SWP卡是一种复合型电信智能卡，其卡片技术架构如图4.2.1所示。

Native应用JavaCard应用

应

用CUOTAEngine：呼SSD1

层CUOTAApp|」CPMI]CRS口CREL……SPApp

CardAPIUICC/USIMAPIJCAPIGPAPIHCIAPI

OPENandGPTrustedContactless

底MIFAREUSAT

层FrameworkFramework

(NXP)*

架USIMJavaCardVM/RE

构

UICCFrameworkHigherlevelProtocol—CAT>SWP、…

SecurityApplicationandfileBASE-Protocol

Hardware

图4.2.1联通SWP卡片技术架构逻辑图

主要功能模块的技术标准要求参见表4.2.1。

6

中国联通电信智能卡SWP卡技术规范V3.0

表4.2.1联通SWP卡技术标准参考表

主要技术联通企标主要国际规范参考

《中国联通GSMWCDMA数字

UICC《ETSITS102221》等

移动通信网UICC卡技术规范》

《中国联通GSMWCDMA数字

USIM蜂窝移动通信网USIM卡技术规《3GPPTS31.102》等

范》

《中国联通GSMWCDMA数字

USAT蜂窝移动通信网USAT卡技术规《3GPPTS3I.U1》等

范》

SWP参考本规范《ETSI102613V8.2》

HCI-HCP参考本规范《ETSI102622V8.4》

HCI-API参考本规范《ETSI102705v10.0》

《MIFAREClassicIK-Mainstream

MIFARE*参考本规范contactlesssmartcardICforfastandeasy

solutiondevelopment^

《JavaCard™P'atfbrm,Version3.0.1

JavaCard参考本规范

ClassicEdition》

^GlobalPlatfbrmCardSpecification

v221》；

^GlobalPlatfbmCardSpecification

《中国联通基于UICC平台

v2.2-AmendmentA》；

GlobalPlatfbnn的Java卡互操作技术规范—第二

^GlobalPlatfbnnCardSpecification

部分：SWP卡》

v2.2-AmendmentC》；

<GlobalPla:fbrmCardUICC

ConfigurationV1.0.1》

《中国联通基于UICC平台

^GlobalPlatfbmCardSpecification

GRS应用的Java卡互操作技术规范—第二

v2.2-AmendmentC》；

部分：SWP卡》

API参见本规范第10章节

注1：若联通企标规范与国际/行业标准间存在内容差异，则以联通企标规范要求为准。

注2：Mifhre应用环境为可选功能组件。

4.2.2应用支持

联通SWP卡基于U1CC多应用平台，提供多种类型的卡片应用。根据卡应用的运行环境,

我们分为：CPU