[NFC] NDEF 解析

前言

RFID (Radio Frequency IDentification) 是一種身份識別技術，採用無線通訊對目標標籤進行識別與讀寫；NFC (Near-field communication) 算是 RFID 的一種應用情境，但其通訊距離較短，適合用在注重安全性的應用上，例如：電子支付等。NDEF (NFC Data Exchange Format) 為 NFC 的主要資料格式，使 NFC 標籤 (Tag) 與讀取器 (Reader) 不會受到廠商的限制。這篇文章主要舉例說明如何解讀 NDEF。

NFC 與 RFIC 的關係

NDEF 是什麼？

NDEF 全名為 NFC Data Exchange Format，簡單來說 NDEF 是一種 NFC 協會定義出來的資料格式，全球通用的標準，讓所有支援 NDEF 的 Tag 與 Reader 可以相互溝通！手機的 NFC Reader 與 NFC Tag 之所以可以達到許多互動，就是依靠解析存放在 Tag 記憶體內 NDEF 訊息區塊的資料，取得對應的指示並執行相關操作。

NDEF Message vs NDEF Record

NDEF 可以根據粒度分為 NDEF Message 與 NDEF Record

• 每一個 NDEF 就是一個 NDEF Message。
• 而每個 NDEF 可包含多個 NDEF Record。

• NDEF Record 中的 Payload 才是真正的資料所在。

  NDEF 結構示意圖

NDEF Record 格式解析

詳細 NDEF 格式說明參考 NFC P2P NDEF Basics 如下

The fields in an NDEF Message header are as follows:
 ______________________________
| 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0|  
|------------------------------|
| MB| ME| CF| SR| IL|    TNF   |  NDEF StatusByte, 1 byte
|------------------------------|
|        TYPE_LENGTH           |  1 byte, hex value
|------------------------------|
|        PAYLOAD_LENGTH        |  1 or 4 bytes (determined by SR) (LSB first)
|------------------------------|
|        ID_LENGTH             |  0 or 1 bytes (determined by IL)
|------------------------------|
|        TYPE                  |  2 or 5 bytes (determined by TYPE_LENGTH)
|------------------------------|
|        ID                    |  0 or 1 byte  (determined by IL & ID_LENGTH)
|------------------------------|
|        PAYLOAD               |  X bytes (determined by PAYLOAD_LENGTH)
|------------------------------|

這裡直接透過一個實際例子來說明，最容易理解。

以 NDEF 記錄字串 AEIOU，採用 RTD (Record Type Definition) 的 Text Record 格式為 03 0c d1 01 08 54 02 7a 68 41 45 49 4f 55。其中 Record = 藍 (Header) + 紅 (Payload)

NDEF 解析範例

解析：

• 黃色 03 為 NDEF Message TLV 的 NDEF 開頭。
• 黃色 0c 為 NDEF Record 的長度 (藍色 + 紅色) 的長度，為 12 bytes。
• 藍色 d1 為 Header 第一個 Byte，即 NDEF StatusByte，d1 = 1101_0001b 對應到 Record 格式示意圖，可知 MB, ME, SR 都為 1，CL, IL 為 0，TNF 為 1 (代表 RTD)。
• 藍色 01 表示後面的 Type 是用 1 個 byte 來記錄。
• 藍色 08 表式紅色 Payload 的長度為 8 個 bytes。
• 因為 IL 為 0，所以與 ID 有關的 Byte 都不存在。
• 藍色 54 為 T 的 ASCII code，表示為 RTD 的 Text Record T，這要對應到 TNF 為 1，才會是 RTD 的 T。
• 參考下面表格解析紅色 02 7a 68 分別是 Record StatusByte 與 language code。紅色 02 表示後面為 UTF-8 編碼，且 language code 為 2 個 bytes，也就是 7a 68，這兩個代表 zh 的 ASCII code (英文的 ASCII 與 UTF-8 一樣)。

   ______________________________
  | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0|  
  |------------------------------|
  |UTF| 0 | Length of Lang Code  |  1 byte Text Record StatusByte
  |------------------------------|
  |          Lang Code           |  2 or 5 byte, multi-byte language code
  |------------------------------|
  |             Text             |  Multiple Bytes encoded in UTF-8 or UTF-16
  |------------------------------|

• 最後 41 45 49 4f 55 即為實際訊息 AEIOU 的 ASCII code。

結語

NDEF 僅僅是資料格式，然而 NFC Tag 內不僅僅是只有資料而已，還有 Tag 本身的一些資訊，例如：UID/SN、lock bytes 等等。若讀者有興趣知道 NDEF 在 Tag 記憶體中的哪一個位置，歡迎參考 [NFC] NTAG213 記憶體解析。

參考文獻

1. 手機與穿戴式裝置連結透過NFC

2. NFC P2P NDEF Basics

3. About the NDEF Format

4. NFC TYPE 2 TAG 概觀