はじめに

開志専門職大学の学生証からnfcpyを使用して氏名と学籍番号を読み取るプログラムを作成しました。

NFCリーダー

RC-S380/S
対応OS : win10,win11

環境構築

Zadigのダウンロード
- https://zadig.akeo.ie/
Zadigを使用して、ドライバーの置換
- optionからList All Devicesを選択し、riverをWinUSBに変更後Replace Driverをクリック
libusbの導入
- https://libusb.info/
- DownloadsからLatest Windows Binariesをクリックすることでダウンロードすることができる
- VS2015-x64\dll\libusb-1.0.dllをC:\Windows\System32に配置
- VS2015-Win32\dll\libusb-1.0.dllをC:\Windows\SysWOW64に配置
nfcpyのインストール
```
pip install nfcpy
```

python環境

python 3.11.6

requirements.txt

libusb1==3.1.0
ndeflib==0.3.3
nfcpy==1.0.4
pyDes==2.0.1
pyserial==3.5

学生証を読み取る

NFCを読み取り、表示するプログラム

nfc_dump.py

import nfc


def on_connect(tag: nfc.tag.Tag) -> None:
    print("\n".join(tag.dump()))


with nfc.ContactlessFrontend("usb") as clf:
    clf.connect(rdwr={"on-connect": on_connect})

出力

nfc_dump.pyの出力

System 809E (unknown)
Area 0000--FFFE
  Area 1000--11FF
    Random Service 64: write with key & read with key (0x1008 0x100A)
    Area 1200--12FF
    Random Service 72: write with key & read with key (0x1208 0x120A)
    Cyclic Service 72: write with key & read with key (0x120C 0x120E)
    Purse Service 72: direct with key & cashback with key & decrement with key & read with key (0x1210 0x1212 0x1214 0x1216)
    Random Service 73: write with key & read with key (0x1248 0x124A)
    Random Service 74: write with key & read with key (0x1288 0x128A)
    Random Service 700: write with key & read w/o key (0xAF08 0xAF0B)
     0000: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
    Random Service 701: write w/o key (0xAF49)
     0000: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
     *     00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
     002D: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
System FE00 (Common Area)
Area 0000--FFFE
  Area 1A80--1AFF
    Area 1A81--1AFF
      Random Service 106: write with key & read w/o key (0x1A88 0x1A8B)
       0000: XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX |XXXXXXXXXXXXXXXX|
       0001: 83 4e 83 89 83 43 83 56 81 40 83 5e 83 43 83 4c |.N...C.V.@.^.C.L|
       0002: 31 35 30 31 32 33 39 34 32 30 32 32 30 34 30 31 |1501239420220401|
       0003: 32 30 32 36 30 33 33 31 41 48 32 38 30 33 33 39 |20260331AH280339|
      Area 1B00--1B3F
      Area 1B01--1B3F
        Random Service 108: write with key & read with key (0x1B08 0x1B0A)
        Area 1B40--1B7F
        Area 1B41--1B7F
          Random Service 109: write with key & read with key (0x1B48 0x1B4A)
          Area 42C0--42FF
          Area 42C1--42FF
            Random Service 267: write with key & read with key (0x42C8 0x42CA)
            Area 4300--433F
            Area 4301--433F
              Random Service 268: write with key & read with key (0x4308 0x430A)
              Area 4340--437F
              Area 4341--437F
                Random Service 269: write with key & read w/o key (0x4348 0x434B)
                 0000: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
                 *     00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
                 0002: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
                Area 7A00--7A3F
                Area 7A01--7A3F
                  Random Service 488: write with key & read with key & read w/o key (0x7A08 0x7A0A 0x7A0B)
                   0000: 33 39 32 31 30 31 30 30 31 30 36 37 35 39 34 39 |3921010010675949|
                  Area 7A40--7A7F
                  Area 7A41--7A7F
                    Random Service 489: write w/o key & read w/o key (0x7A49 0x7A4B)
                     0000: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
                     *     00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
                     000B: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|

※学籍番号の部分はXXに変更

ダンプされたデータをみると以下の箇所に目当てのデータが格納されていそうです

Random Service 106: write with key & read w/o key (0x1A88 0x1A8B)
    0000: XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX |XXXXXXXXXXXXXXXX|
    0001: 83 4e 83 89 83 43 83 56 81 40 83 5e 83 43 83 4c |.N...C.V.@.^.C.L|
    0002: 31 35 30 31 32 33 39 34 32 30 32 32 30 34 30 31 |1501239420220401|
    0003: 32 30 32 36 30 33 33 31 41 48 32 38 30 33 33 39 |20260331AH280339|

※学籍番号の部分はXXに変更

NFCの構造

write with key & read with key & read w/o key

ダンプされたデータを見るとところどころに英単語が見受けられます

操作	説明
`write with key`	鍵を使用して書き込むことが可能
`read with key`	鍵を使用して読み込むことが可能
`read w/o key`	データを読み取るために暗号鍵は不要で、鍵なしでアクセス可能

NFCに格納されたデータをプログラムで読み込むためには、以下を指定する必要があります。
- システムコード
- サービスコード
- ブロックコード

目当てのデータを読み込む場合

システムコード : 0xFE00
```
System FE00 (Common Area)
```
サービスコード : 0x1A8B
```
Random Service 106: write with key & read w/o key (0x1A88 0x1A8B)
```
- 今回は、read w/o keyを使用して読み取るので、0x1A8Bを使用します

ブロックコード : 0,1,2,3

0000: XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX |XXXXXXXXXXXXXXXX|
0001: 83 4e 83 89 83 43 83 56 81 40 83 5e 83 43 83 4c |.N...C.V.@.^.C.L|
0002: 31 35 30 31 32 33 39 34 32 30 32 32 30 34 30 31 |1501239420220401|
0003: 32 30 32 36 30 33 33 31 41 48 32 38 30 33 33 39 |20260331AH280339|

氏名と学籍番号を抜き出す

氏名と学籍番号を抜き出すプログラム

extract_student_info.py

import nfc
from typing import cast

def on_connect(tag):
    sys_code = 0xFE00
    service_code = 0x1A8B
    idm, pmm = tag.polling(system_code=sys_code)
    tag.idm, tag.pmm, tag.sys = idm, pmm, sys_code
    sc = nfc.tag.tt3.ServiceCode(service_code >> 6, service_code & 0x3F)

    # student_num
    bc = nfc.tag.tt3.BlockCode(0, service=0)
    student_num = cast(bytearray, tag.read_without_encryption([sc], [bc]))
    student_num = student_num.decode("shift_jis")
    print("student number : " + str(student_num))

    # name
    bc = nfc.tag.tt3.BlockCode(1, service=0)
    name = cast(bytearray, tag.read_without_encryption([sc], [bc]))
    name = name.decode("shift_jis")
    print("name : " + str(name))


with nfc.ContactlessFrontend("usb") as clf:
    clf.connect(rdwr={"on-connect": on_connect})

出力
extract_student_info.pyの出力
```
student number : 20122XXX
name : クライシ　タイキ
```
- ※学籍番号の部分はXXに変更
- 学籍番号と氏名（カタカナ)が出力されました。
プログラムの説明
- on_connect関数
  - NFCタグが接続された時に呼び出されます
- システムコードとサービスコードの指定
```
sys_code = 0xFE00
service_code = 0x1A8B
```
- システムコードの切り替え
  - 複数のシステムコードを持つ場合は、pollingを使用してシステムコードを切り替えます。
```
idm, pmm = tag.polling(system_code=sys_code)
tag.idm, tag.pmm, tag.sys = idm, pmm, sys_code
```
- データの読み取り後、bytearray型に変換
```
student_num = cast(bytearray, tag.read_without_encryption([sc], [bc]))
```
- デコード
  - このNFCは、shift_jisでエンコードされていました
```
student_num = student_num.decode("shift_jis")
```

まとめ

学籍番号と氏名は以下のアドレスに格納されています。開専門職大学の学生証を使う方に参考になるとうれしいです。
- 学籍番号
  - システムコード : 0xFE00
  - サービスコード : 0x1A8B
  - ブロックコード : 0
- 氏名(カタカナ)
  - システムコード : 0xFE00
  - サービスコード : 0x1A8B
  - ブロックコード : 1
ブロックコード2,3には、入学年月日と卒業予定年月日が格納されていましたが、今回の目当てではないので省略させていただきました。
これを使って、入退室の管理システムを作れたらいいなと思います。

参考文献