Sesame3スマートロック - もっと簡単にロック解除

セサミ というスマートロック

本文はなぜ日本語で書くのは一つ主な原因はSesame3は主に日本と台湾で発売されてます。とても安価で使いやすいスマートロックです。 私は初代セサミスマートロックから使い始め、なぜセサミを選んだのは

• 日本の電気錠もあるが、スマートではない
• 日本のスマートロックは高値で、月課金のものもあった。あり得ない
• マンションお住まいのため、統一されたドアの筐体とロックの制限があった。
• 日本のGoldやMiwaのロックはなかなか欧米のスマートロックが対応されていない

その時セサミが現れました。良い商品です。初代は操作が競合したりなどの不便があったが、普通のロックに自動ロック機能や、リモートロックなどできるのは相当便利です。特に子供鍵忘れや、おばあちゃんが来るとき鍵忘れの時何回も活用しました。後やはり年が取るとドアがロックしたかしていないか。出かけた後結構悩む時があるので、これがあるとリモートでドア状態確認可能になりました。

最近セサミ3を購入し、アンロックスピードが早くなり、さらに快適です。

セサミ WebAPIとは

初代セサミ時代からWifiモジュールが販売されて、WebAPIを利用して、ロック・アンロック可能です。いろいろ面白いインテグレーションが可能です。Googleアシスタントや、Siriを便利に使えました。

しかし、セサミ3が発売されたとともに、初代のDashboardが使えなく、初代のWebAPIも使えません。新しいAPIとなりました。またセキュリティ向上されている可能性があり、WebAPIの利用が元のような単純なものではなく、一定の暗号化処理が必要になってきました。

セサミAndroid Appの問題

（最近自分がメインにAndroidで運用していて、IOSのことあまり気にしていませんが…）

セサミ3のAndroid Appを利用していますが、自動アンロック機能がずっと通知欄にWidgetがでばなしです。バックグラウンドで位置サービス監視が必要という裏原因も理解しますが、やはり気に入らなく、NFCタグを試しました。

NFCタグを試したところ、さらにがっかりしました。Appをオープンしないと、開錠できません。 しかも単にあるタグの標識を記録するだけで、Appが閉じたままでタグをスキャンすると、まずシステムでApp起動の選択になります。 自分でちょっと工夫して、NFC TagWriter by NXPを利用して、NFCTagでAppを起動するようにしたら、実際操作して見たところ、2回のスキャンが必要で、間隔時間が必要です。（さらにイライラ…）

どうすれば一回のタッチで開錠できるでしょう

理想論：スマホの状態が問わず、1回スキャンしただけで、開錠する

#3のドアに機器の増設を考えるだけで頭いっぱいです。このオプションは本当にセサミの製造会社に考えてほしいです。スマートロックと同様、バッテリー1年持つのカードリーダー＋Wifiモジュールでできるではないかと思います。（今スマホAppのNFC機能は本当に微妙、特にAndroidのAppがいまいちです。ISOは直接開錠操作するショートカットがあるので、まだ良いかも）

自分の条件に合わせて、やはり#1のは一番現実的です。

現実論：スマホアンロック状態で、1回スキャンしただけで、開錠する

これをよく考えると、AppのNFC機能不要ではないか、WebAPI機能を持てば、NFCTagによる起動か、ランチャーアイコンによる起動か区別できれば、NFCTag起動時WebAPIを実行すればよいです。

では、開発：WebAPIをJavaで利用するの難点

参考文献→ブログ

• 公式：https://doc.candyhouse.co/ja/SesameAPI
• https://zenn.dev/key3/articles/6c1c2841d7a8a2
• https://github.com/mochipon/sesame-qr-reader/blob/main/pages/index.vue#L56-L137

文献で書いたものを重複せず、実際あった問題と解決コードを載せる

• Nodejsではなく、Javaの場合、URLDecodeがとても重要です。最初はこちらに嵌めて、Base64のデコードがうまくいかず 下のscanStrは文献・ブログに記載があったSesameの共有QRコードからスキャンした文字列です。 下記コードはQRコードから読み取った情報（設備名、UUID、秘密キーを含めて）を解読しました。 そのため、私のコードを利用する際、秘密キーを気にする必要がなく、QRコード情報＋APIKeyでOKです。

   private void init() {
       String[] paramParts = getParamParts(this.scanStr);
       HashMap<String, String> paramMap = getParamMap(paramParts);
       this.dataType = paramMap.get("t");
       this.permission = paramMap.get("l");
       this.name = paramMap.get("n");
       String sk = paramMap.get("sk");
       byte[] skBytes = Base64.getDecoder().decode(sk);
       this.deviceType = bytesToHex(Arrays.copyOfRange(skBytes, 0,1));
       this.secretKey = bytesToHex(Arrays.copyOfRange(skBytes, 1,17));
       this.publicKey = bytesToHex(Arrays.copyOfRange(skBytes, 17,81));
       this.keyIndex = bytesToHex(Arrays.copyOfRange(skBytes, 81,83));
       this.uuid = bytesToHex(Arrays.copyOfRange(skBytes, 83,99));
   }
  
   private HashMap<String, String> getParamMap(String[] paramParts) {
       HashMap<String, String> paramMap = new HashMap<>();
       for (String paramPart : paramParts) {
           String[] keyVal = paramPart.split("=");
           if (keyVal.length != 2) {
               throw new RuntimeException("QR code information is not correct!");
           }
           paramMap.put(keyVal[0], keyVal[1]);
       }
       return paramMap;
   }
  
   private String[] getParamParts(String uri) {
       String[] uriParts = uri.split("\\?");
       if (uriParts.length < 2) {
           throw new RuntimeException("QR code uri information is not correct!");
       }
       try {
           String paramUrl = java.net.URLDecoder.decode(uriParts[1], StandardCharsets.UTF_8.name());
           return paramUrl.split("&");
       } catch (UnsupportedEncodingException e) {
           e.printStackTrace();
           throw new RuntimeException("QR code uri information is not correct!");
       }
   }
  
   private String bytesToHex(byte[] bytes) {
       char[] hexChars = new char[bytes.length * 2];
       for (int j = 0; j < bytes.length; j++) {
           int v = bytes[j] & 0xFF;
           hexChars[j * 2] = HEX_ARRAY[v >>> 4];
           hexChars[j * 2 + 1] = HEX_ARRAY[v & 0x0F];
       }
       return new String(hexChars);
   }
  

• generateRandomTagのロジックのJava書き換え：正確にByte切り出し部分の理解とCMAC暗号化の実装 ここは難しいから、一々Nodejsの実行内容をデバッグで比べながら進めました。結果的に動けましたので、それ以上語る内容はございません(^_-)-☆。

   public String generateRandomTag(){
       // 1. timestamp  (SECONDS SINCE JAN 01 1970. (UTC))  // 1621854456905
       long timestamp = new Date().getTime() / 1000;
       // 2. timestamp to uint32  (little endian)   //f888ab60
       ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(8);
       buffer.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
       buffer.putLong(timestamp);
       // 3. remove most-significant byte    //0x88ab60
       byte[] message = Arrays.copyOfRange(buffer.array(), 1,4);
       return getCMAC(parseHexStr2Byte(secretKey), message).replace(" ","");
   }
  
   private byte[] parseHexStr2Byte(String hexStr) {
       if (hexStr.length() < 1)
           return null;
       byte[] result = new byte[hexStr.length()/2];
       for (int i = 0; i < hexStr.length()/2; i++) {
           int high = Integer.parseInt(hexStr.substring(i*2, i*2+1), 16);
           int low = Integer.parseInt(hexStr.substring(i*2+1, i*2+2), 16);
           result[i] = (byte)(high * 16 + low);
       }
       return result;
   }
  
   public String getCMAC(byte[] secretKey, byte[] msg) {
       CipherParameters params = new KeyParameter(secretKey);
       BlockCipher aes = new AESEngine();
       CMac mac = new CMac(aes);
       mac.init(params);
       mac.update(msg, 0, msg.length);
       byte[] out = new byte[mac.getMacSize()];
       mac.doFinal(out, 0);
  
       StringBuilder s19 = new StringBuilder();
       for (byte b : out) {
           s19.append(String.format("%02X ", b));
       }
       return s19.toString();
   }
  

• Rest APIリクエストの実装（できるだけ小さいAppサイズにしたいため、サードパーティJar利用せず） これは多くの人が調べればかけるもので、一応ソリューションとして記載します。generateRandomTagや、Historyなどの値設定方法を示します。

   private int executeCmd(String cmdStr) {
       String base64History = Base64.getEncoder().encodeToString("NFC Unlock".getBytes());
       String sign = generateRandomTag();
       String json = String.format("{\"cmd\": \"%s\", \"history\": \"%s\",\"sign\": \"%s\"}", cmdStr, base64History, sign);
       try {
           URL url = new URL("https://app.candyhouse.co/api/sesame2/" + this.deviceId + "/cmd");
           HttpURLConnection con = (HttpURLConnection) url.openConnection();
           con.setRequestMethod("POST");
           con.setRequestProperty("Content-Type", "application/json; utf-8");
           con.setRequestProperty("x-api-key", apiKey);
           con.setDoOutput(true);
  
           OutputStream os = con.getOutputStream();
           byte[] input = json.getBytes("utf-8");
           os.write(input, 0, input.length);
           os.close();
  
           BufferedReader br = new BufferedReader(
                   new InputStreamReader(con.getInputStream(), "utf-8"));
           StringBuilder response = new StringBuilder();
           String responseLine = null;
           while ((responseLine = br.readLine()) != null) {
               response.append(responseLine.trim());
           }
           System.out.println(response.toString());
           br.close();
           int code = con.getResponseCode();
           con.disconnect();
           return code;
       } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
           return 400;
       }
   }
  

• その他：Android／HarmonyOS実装で、UI Threadとのやり取りの非同期実装 UI Threadと時間がかかるネットワーク処理の同期・非同期処理が一番理解に時間が掛かりました。自分は初心者ですが、下記は自分的の答えです。同期Executeと非同期Executeを両方用意し、非同期の場合、Callbackを用意しています。同期処理はメインThreadでTimeout待機し、WebAPIの応答コードを返すことです。

   public class SesameCmd implements Runnable, Callback {
       public SesameCmd(
               QRCodeInfo info,
               String apiKey,
               String cmd) {...}
  
       @Override
       public void run() {
           int code = executeCmd(cmd);
           if (c != null) {
               this.c.callback(code);
           }
       }
  
       public void executeCmdAsynchronously(Callback c) {
           this.c = c;
           new Thread(this).start();
       }
  
       public int executeCmdSynchronously() {
           this.c = this;
           int timeout = 100000;
           new Thread(this).start();
           try {
               while (responseCode == 0 && timeout > 0) {
                   Thread.sleep(1000);
                   timeout = timeout - 1000;
               }
               return responseCode;
           } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
               return responseCode;
           } finally {
               this.c = null;
               this.responseCode = 0;
           }
       }
  
       @Override
       public void callback(int code) {
           this.responseCode = code;
       }
  
       private int executeCmd(String cmdStr) {...}
  
       public String generateRandomTag(){...}
  
       private byte[] parseHexStr2Byte(String hexStr) {...}
  
       public String getCMAC(byte[] secretKey, byte[] msg) {...}
   }
  

結局Appで何を実現したか…

• QRコードをスキャンして、直接すべての情報を保存します。
• APIKeyはユーザご自身で取得し、入力してテストする機能、テストで成功すると、自動的に保存されます。
• アンロック・ロック操作すると、結果画面が表示され、2秒後自動的にApp終了します。
• ランチャーアイコンで入ると、設定画面、NFCで起動する場合設備情報が十分であれば、スマートロック動作させる、でなければ設定画面へ
• 設定完了後、NFC TagWriter by NXPでApp起動Tag書き込みで、com.giko.sesamenfcを書き込めば、NFCTag作成完了。このTagで動作させることが可能です。

一応QRコードがある＋APIKeyがある前提のため、セキュリティ的にAppは一般ユーザでも使える状態になります。 また裏で変な情報別のサーバに送信しているかいないか怪しい疑われるかものため、 全量ソースは下記に公開しています。利用するオープンソースはあるが、みんなGoogleなど実績があるものになります。 https://github.com/yougikou/NFC4Sesame

2021/11/06 Harmoney OSはIOSのような仕組みで、NativeのHarmonyOSのAPPの自由配布ができません。そのため、Android版を作り直しました。 https://github.com/yougikou/QuickSesame

これがあれば、Androidのスマートウォッチや、HarmonyOSの軽量スマートウォッチ（GT2 Proなど）でも操作可能になります。 （次にチャレンジしてみます）

動作してみるイメージは下記のようです。

2回スキャンのイライラ感が軽減ですます。

著者権を気にしていて、アイコンも自分で作りました。

まとめ

セサミのAppにも上記アドバイスをしましたが、うまく解決してくれるかどうか微妙です。 日本はやはりiPhone大軍がメジャーかも。 でもこのぐらいの努力で、Androidユーザ・HarmonyOSユーザが少しでも良い製品を生活で便利に使えたら、嬉しいことだと思います。 後ほど日本語化をもっと完璧にやろうかと思います。今は中国語でハードコーディングしています。

後続スマートウォッチで操作可能にしたいが、いつもデカいスマホを取り出すのは不便です… セサミの公式開発はまずやってくれることを期待したいが、我慢できなければやってしまうかも。

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