浅谈基于SWP方案的近场通信终端测试及其方法探究

田佳利

摘 要：本文根据目前市场上较为主流的SWP-NFC终端的软硬件架构，分别从一致性测试、功能性测试、兼容性测试三个方面简介SWP-NFC终端测试方法，分析了NFC手机测试的原理、进行测试的主要项目及在相关应用场景下的测试要点，为类似测试项目提供一些参考。

关键词：近场通信;SWP;一致性测试;兼容性测试;功能性测试

前言

近场通信（Near Field Communication， NFC ）是指传输距离10cm以內，非接触式，工作于13.56MHz频带，由RFID相关技术演变来的可以使用终端设备，通过近距无线通讯完成交换信息和访问内容。支持NFC功能的终端有三种工作形式：卡模拟形式、读写器形式和点对点形式。NFC靠其安全性、快速和低能耗的特点成为移动支付领域的新贵。而涉及到NFC检测的一致性测试、功能性测试和兼容性测试这三个工作方面的内容，是确保NFC终端快速稳定地完成支付测试的工作重点。

1 SWP- NFC终端

1.1 SWP- NFC终端技术实现方案

目前，SWP- NFC终端技术方案是运营商所采用的比较主流方案，采用SIM卡作为安全模块载体，存储使用者的账户、密钥等敏感数据来完成支付过程。如用户丢失或者更换支付终端设备，仅需更换或取出SIM卡重新插入（或刷入）即可继续使用NFC相关功能。

1.2 SWP- NFC终端软硬件架构

基于SWP方案的NFC终端硬件基本上由NFC控制器（CLF）、SWP-SIM卡、SE安全模块、应用处理器、基带芯片和NFC射频天线等单元构成。其中NFC控制器，即NFC 芯片是模拟数字协议下实现NFC卡模拟、读写器、点对点模式。SE（Secure Element）安全模块，即安全芯片，是一台微型计算机，通过安全芯片和芯片操作系统（COS）实现数据安全存储、加解密运算等功能。SWP接口涵盖 NFC控制单元与SWP-SIM卡中的SE安全模块，主要涉及非接触式的信息流交换。7816接口主要应用在SWP-SIM卡与手机上的客户端程序之间，用于信息数据交换。

1.3 基于SWP方案的NFC终端软件

主要由NFC应用、NFC API、SIM/SE访问API、访问控制模块和NFC协议栈等单元组成。通过如电子钱包等NFC客户端的应用程序来实现NFC终端的卡模拟、读写器、点对点工作模式相关功能。NFC API是根据不同的底层平台向客户端应用程序提供访问NFC协议栈的接口，提供对支持NFC Forum 定义的各种数据格式进行解析的同时，完成设备对读写器模式、点对点模式的功能调用。NFC协议栈主要实现NFC读写器、点对点模式相关协议的分析处理。SIM访问API，该功能主要是实现客户端应用程序与SWP-SIM卡之间的应用协议数据单元交互。访问控制模块是用来完成SWP-SIM卡的安全访问，阻止任何在非授权情况下访问SWP-SIM卡中信息和其他恶意攻击。

2 一致性测试

终端设备一致性测试是指在特定的测试条件下，用一组测试序列对测试体进行黑盒测试，通过比较被测终端的实际输出与标准和规范中规定的预期输出值的相同和不同，来检验其是否满足相关的技术标准或行业规范。NFC终端的一致性测试是对终端与NFC相关的各模块间接口进行技术标准符合度检测，确保终端在接口协议上满足行业定义的技术标准要求。

基于SWP方案的NFC终端的一致性测试需包括射频一致性测试、协议一致性测试、SWP/HCI测试、Open Mobile API测试和GPAC测试。

2.1 射频一致性测试

射频一致性测试主要是测量NFC设备射频的模拟特性，NFC Forum定义的NFC设备具有侦听（Listening） 和轮询（Polling）功能。轮询设备产生射频场并发送轮询命令，侦听设备不产生射频场，利用轮询设备的射频场为自己供能。射频一致性测试需使用NFC参考设备，即NFC Forum定义下特质化的轮询或侦听组件，可以产生各种参数从而提供定义明确的、可比较的测量。

NFC Forum射频模拟测试的规范为NFC Forum- TS-Analogue，对NFC设备的射频测试分为两个部分，即侦听模式（listenin） 和轮询模式（polling mode）。在侦听模式下，测试内容包括：负载调制测试、载波频率测试、帧延迟时间和侦听设备最大负载测试。在轮询模式下，测试内容包括载波频率精度测试、功率级别测试、波形特性测量、负载调制灵敏度测试、载波频率测试。

2.2 协议一致性测试

NFC Forum数字协议测试的规范为NFC Forum- TS-For Digital Protocol， NFC设备的数字协议测试分为三个部分，即支持NFC-A、NFC-B、NFC-F技术的NFC Forum设备的安装，轮询模式下的NFC Forum设备和侦听模式下的NFC Forum设备。

2.3 SWP/ HCI测试

SWP/HCI测试是SWP方案的NFC终端的特有测试。SWP 用于UICC和CLF之间的物理层和数据链路层协议，SWP在一条单线上实现了全双工通信。HCl（Host Control Interface，主机控制接口）用于主机之间的通信接口，在SWP 协议之上负责UICC和CLF之间逻辑传输管道的建立和路由。

2. 4 Open Mobile API测试

Open Mobile API 定义SIM Alliance、SEService.Callback、Reader、Session、Channel五类，SIMAlliance OMAPI Transport Test Plan 规范按照Transport Layer API接口中的五个类分成五个测试部分，针对这些相关的测试主要为了实现相关功能的调用和其他各种异常测试等，保证在调用相关指令时得到预期执行结果。

2.5 Access Control测试

Access Control即访问控制模块，是为了保证移动支付业务在稳定的环境下安全运行。存放在SWP-SIM卡安全模块中的访问规则文件定义了哪些应用可以访问安全模块中特定的资源或使用哪些APDU指令。访问控制模塊负责完成证书获取、规则管理、规则匹配的功能。访问控制部分测试规范为SEAC_DeviceSide_ ComplianceTests。测试的内容主要是检测在不同的AC 规则下，不同APK对SE内部卡应用Applet 的访问权限。

3功能性测试

NFC功能性测试是围绕NFC终端应用场景的软性功能测试，从终端用户的角度来验证NFC终端能否完成相应的功能，是最直观最接近用户使用场景的测试。根据NFC的三种工作形式，可分为点对点功能、读写器功能和卡模拟功能的验证。

3.1 点对点功能测试

点对点功能是指两个支持NFC的设备通过近距离触碰进行数据交换。该功能常用于手机存储的图片、视频、联系人等信息的交换，包括读取传输测试、并发事件测试、传输成功率测试。

3.2 读写器功能测试

该功能可以使手机终端识别和读取非接触标签中的内容，通过相关应用实现数字内容传输、下载智能广告牌信息、公交站点信息查询、物流防伪追踪等功能。

NFC标签的规范主要由NFC论坛定义，标签的数据格式要求符合NFC Forum定义的数据交换格式协议NDEF。

NFC Forum规定的标签类型有4种，在读写器功能的测试中要能遍历终端所能支持的标签类型，在标签内预先写入text、URL、联系人、电话号码、SMS等数据，使用NFC终端去读标签，看是否能够准确读取并显示所读标签信息。然后使用NFC终端向各个标签内写入数据，并检查是否写入成功。

3.3 卡模拟功能测试

在卡模拟工作模式中，NFC手机模拟成一张底层兼容ISO 14443A、ISO 144438或ISO 15693标准的非接触式智能卡。卡模拟功能性测试可以分为两个部分，一部分是对实现卡模拟功能应用程序（如手机钱包等）的软件测试，主要是对该应用程序的UI、应用下载安装和常规功能的测试。另一部分是涉及NFC刷卡功能的测试，盖低电模式下的刷卡测试、刷卡距离测试、交易时间测试。

4 兼容性测试

NFC支付具有许多跨行业的属性，NFC与POS的兼容性成为NFC支付面临的重要挑战。为保证NFC终端能够模拟非接触卡刷卡成功，不仅需要对NFC终端射频协议、机卡接口进行测试，还需要对NFC终端与POS机的兼容性进行测试。

5 结束语

NFC在移动支付等领域有着广阔的发展前景，对NFC设备的测试能够确保NFC终端设备正常稳定地运行，在多应用场景下给使用者带来更佳更为人性化使用体验，所以，需要各方各应用平台多产业参与方开展更为详细缜密的测试认证，从而确保其良性地发展。

参考文献：

[1] 孙宇，严斌峰，安岗，高一维.基于SWP方案的近场通信终端测试[J].信息通信技术， 2015（03）：67-73.

[2] 王森.NFC技术原理与应用[M]北京化学工业出版社，2014

[3] 王笃炎，肖海，何平.基于NFC—SWP技术的移动支付方案设计[J].移动通信， 2013（5）：18-22.