NFC技術(shù)在手機支付平臺設(shè)計中的應(yīng)用研究

胡治宇 利莉 景德鎮(zhèn)學(xué)院

NFC技術(shù)在手機支付平臺設(shè)計中的應(yīng)用研究

胡治宇 利莉 景德鎮(zhèn)學(xué)院

NFC是一種短距離高頻的無線電通信技術(shù)，崛起于最近幾年并被廣泛運用于各大領(lǐng)域。此技術(shù)主要融合了非接觸式射頻技術(shù)和互聯(lián)互通技術(shù)，發(fā)展成為了能在無線環(huán)境下通過使用移動終端從而實行近場支付的一種新型系統(tǒng)，目前NFC手機支付這種全新的支付方式已經(jīng)進(jìn)入了商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。本文首先簡要介紹了NFC技術(shù)的概念及其工作模式，然后分析了NFC技術(shù)的手機支付平臺方案設(shè)計，最后深入研究了手機支付平臺設(shè)計中NFC技術(shù)的運用。

NFC技術(shù) 手機支付平臺 設(shè)計

所謂的NFC技術(shù)本質(zhì)上就是近距離通信。近些年來，NFC技術(shù)與智能手機的完美融合，有效簡化了交易程序，給移動支付帶來了極大的便利，使得具有NFC功能的移動終端被廣泛普及。NFC技術(shù)具有距離近、能耗低以及啟動時間短等特點。隨著NFC移動支付的不斷進(jìn)步、發(fā)展，NFC移動支付手機有可能會取代銀行卡，成為用戶個人的電子錢包。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及和NFC技術(shù)的發(fā)展，近場移動支付開始成為最主要的支付方式，因此本文深入研究了NFC技術(shù)在手機支付平臺設(shè)計中的應(yīng)用。

1 NFC技術(shù)的概念

所謂的NFC技術(shù)，實質(zhì)是就是近場通信，是由非接觸式射頻識別和互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來的，在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片、點對點的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識別和數(shù)據(jù)交換。目前這項技術(shù)被廣泛應(yīng)用于，如：機場用手機驗證登機、大樓的門禁鑰匙、交通一卡通、信用卡、水電支付等日常生活的方方面面，可見其是未來移動支付的發(fā)展趨勢。手機近場支付是通過移動手機方便、便捷、安全地完成交易的一種新型支付方式。

2 NFC技術(shù)的主要工作模式

一般情況下，NFC的工作主要是發(fā)生在啟動設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備之間，任意一個NFC設(shè)備都可以充當(dāng)啟動設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備兩個中的一個。NFC技術(shù)有三個工作模式，其一是卡模擬模式，其二是讀卡器模式，其三是點對點通信模式。

2.1 卡模擬模式

卡模擬模式主要是在非接觸式移動支付上應(yīng)用，比如交通、商場、電子票務(wù)。用戶可將智能手機貼近讀卡終端，然后輸入支付密碼，就可完成支付交易。在卡模擬模式中NFC設(shè)備工作的原理是電磁感應(yīng)耦合，完成數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。這便使得在不改變現(xiàn)有設(shè)備的情況下就能夠使用NFC手機完成非接觸的交易支付，其實就相當(dāng)于一張采用RFID技術(shù)的IC卡，因此，卡模擬模式主要的應(yīng)用領(lǐng)域也與傳統(tǒng)的IC卡應(yīng)用領(lǐng)域一致，例如零售刷卡支付、門票、交通卡等。這種模式還有一優(yōu)點，就是卡片通過非接觸讀卡器的RF域來提供供電，也就是說手機沒電也可以進(jìn)行支付。

2.2 讀卡器模式

讀卡器模式中NFC主動啟動無線通信，讀取或修改NFC標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息。與卡模擬模式區(qū)別在于其支付應(yīng)用中充當(dāng)發(fā)起終端，且必須有電才能工作。其主要應(yīng)用包括從NFC海報信息中讀取信息以獲取相關(guān)內(nèi)容，海報中嵌入NFC標(biāo)簽，在上面寫入有關(guān)海報的信息，通過設(shè)備讀取NFC標(biāo)簽中的信息，從而方便進(jìn)行下一步操作。

2.3 點對點通信模式

點對點模式就是網(wǎng)絡(luò)中兩個平等節(jié)點間的無線數(shù)據(jù)交換，也就是說兩臺具有NFC功能的設(shè)備鏈接，在不需要服務(wù)器介入的情況下，以點對點的方式進(jìn)行彼此間數(shù)據(jù)的直接傳輸，比如：下載音樂、傳輸圖片、同步設(shè)備地址庫等。點對點模式數(shù)據(jù)傳輸距離短、傳輸創(chuàng)建速度較快、傳輸速度也快、功耗低等特點，通過NFC，多個設(shè)備如數(shù)碼相機、計算機、手機和PDA之間都可以交換資料或服務(wù)。典型應(yīng)用有藍(lán)牙連接、交換手機名片。

3 NFC技術(shù)的手機支付平臺方案設(shè)計

3.1 具體方案簡述

立足于原有的NFC手機終端研究，可以探索出一種前所未有的手機支付方法。在已形成的WIM卡之上實現(xiàn)SIM卡智能工具包的使用，有效實現(xiàn)NFC手機支付體系和無線公開密鑰安全體系的完美融合。憑借這種前所未有的應(yīng)用模式，廣大用戶們在使用手機進(jìn)行支付的時候，不但可以通過SIM卡智能工具包進(jìn)行自身所需的下載及瀏覽，還可以對應(yīng)用軟件進(jìn)行加密與升級，進(jìn)而獲取更加優(yōu)質(zhì)的金融服務(wù)。除此之外，還可以利用NFC技術(shù)下的電子錢包功能實現(xiàn)低額支付。在運營商、銀聯(lián)以及第三方認(rèn)證平臺所構(gòu)建的移動支付渠道中，第三方認(rèn)證平臺其核心工作是確保交易的安全性，而運營商則主要是通過運用軟件的獨特優(yōu)勢，構(gòu)建理想的支付平臺并且進(jìn)行大力宣傳，使其可以快速普及。銀聯(lián)是憑借平臺的主要特征和銀行完成對接，支付平臺能夠快速實現(xiàn)業(yè)務(wù)申請并管理好賬戶信息。

圖1 系統(tǒng)功能模塊劃分圖

3.2 系統(tǒng)信息安全管理設(shè)計

在系統(tǒng)的信息安全管理方面，有很多地方都需要科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計。一方面，無線公開密鑰系統(tǒng)（WPKI）的設(shè)計方面，在全新的移動支付處理方案當(dāng)中，靈活運用無限公開密鑰來處理安全問題。和公鑰基礎(chǔ)設(shè)施一樣，無線公開密鑰也是在公鑰技術(shù)基礎(chǔ)上建立起來的一種綜合安全平臺。在設(shè)計無線公開密鑰系統(tǒng)方案的過程之中，主要設(shè)計了兩個截然不同的部分，其一是移動終端初始化，其二是電子商務(wù)認(rèn)證中心。對于CA系統(tǒng)的設(shè)計，該系統(tǒng)所運用的是二級CA的結(jié)構(gòu)，運用離線的方法，僅簽發(fā)二級CA證書。

對于NFC手機終端的初始化設(shè)計，移動終端的無線公開密鑰初始化，是實現(xiàn)無線公開密鑰的關(guān)鍵部分。在無線公開密鑰系統(tǒng)的功能設(shè)計上，該方案的無線公開密鑰系統(tǒng)主要有九種不同的作用，分別是對證書的管理、申請、簽發(fā)、存檔、廢除、恢復(fù)、更新、發(fā)放，還有CRL的管理。

比方說，為了能夠讓支付的安全程度得到有效的保障，可以選擇使用數(shù)字簽名技術(shù)以及RSA加密算法。前者能夠加強信息傳輸?shù)谋Ｃ苄?、?shù)據(jù)交換的完整性、發(fā)送信息的不可否認(rèn)性、交易者身份的確定性等。

后者為一種非對稱加解密算法，也是被研究得最廣泛的公鑰算法，從提出到現(xiàn)在已經(jīng)有20年的歲月了，經(jīng)歷了許多實際的打磨和檢驗，逐漸被人民群眾所接受，被普遍認(rèn)為是現(xiàn)階段最為理想的公鑰方案之一。同時RSA算法也普遍用在數(shù)字簽名的整個過程中，將RSA算法及數(shù)字簽名技術(shù)完美地融合在一起，為系統(tǒng)的安全運行保駕護航。

3.3 關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存儲設(shè)計以及業(yè)務(wù)流程設(shè)計

對許多直觀重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)存儲，主要目的是為了保障整個支付系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。比方說，專用的解密私鑰、數(shù)字簽名密鑰以及終端用戶的身份核對信息等等。

而業(yè)務(wù)流程的設(shè)計，主要是為了對存在于系統(tǒng)中的關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程進(jìn)行詳細(xì)的描述，歸納總結(jié)后可以分為以下幾點，分別為注銷業(yè)務(wù)、補辦業(yè)務(wù)、周期清算、支付、充值賬戶以及申請業(yè)務(wù)等等。

4 手機支付平臺設(shè)計中NFC技術(shù)的運用

在NFC技術(shù)出現(xiàn)之前，社會上普遍使用的都是遠(yuǎn)程移動支付，縱觀這兩種技術(shù)會發(fā)現(xiàn)許多明顯的差異，實施支付業(yè)務(wù)所運用的網(wǎng)絡(luò)支持設(shè)備以及終端設(shè)備的作用皆截然不同，這兩種支付方式的原理以及過程也存在顯著的差異。

4.1 支付的過程與安全監(jiān)管

在遠(yuǎn)距離的移動支付過程當(dāng)中，廣大消費者們運用遠(yuǎn)程的方式實施移動支付時，支付的請求以及個人信息的核對會通過移動網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速傳輸。在整個支付的過程之中，移動運營商的地位一直都是處在銀行系統(tǒng)的前面。在NFC移動支付的過程之中，NFC技術(shù)運用了雙向的連接以及識別，NFC手機既可以當(dāng)做讀卡器來使用，也可以當(dāng)做被讀設(shè)備來使用。

此外，NFC基礎(chǔ)下的安全監(jiān)管模式，與運營商、銀行主體怎樣獲取發(fā)卡資質(zhì)的問題息息相關(guān)。這不單單需要運營商和銀行這二者之間展開通力合作，還需要制定相應(yīng)的政策，給予一定的扶持及保障。

4.2 商業(yè)模式

近些年來，隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平的飛速提升，幾個具有代表性的運營商均接連拿到了對應(yīng)的支付許可證，我國的NFC支付時代也從此拉開序幕。不過要想在短時間之內(nèi)讓這種支付方式覆蓋全國，離不開各方利益主體的協(xié)調(diào)配合及標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，還需要盡快地找到成熟科學(xué)的商業(yè)模式。

在商業(yè)模式當(dāng)中，首先要做的便是理清各角色的分工。首先是移動運營商，其擁有著多應(yīng)用IC卡芯片的管理權(quán)以及所有權(quán)，并且控制著主控密鑰，此外還具備應(yīng)用加載、管理以及刪除的權(quán)責(zé)，就相應(yīng)當(dāng)于一幢大樓的房主。接著是業(yè)務(wù)運營商，其在獲得了前者（移動運營商）的批準(zhǔn)授權(quán)之后，主要是負(fù)責(zé)商戶的溝通與引入，芯片運用的管理以及分配，將準(zhǔn)確的客戶關(guān)系管理數(shù)據(jù)提供給移動運營上和廣大被引入的商戶，類似于大樓的物業(yè)管理。再者是銀聯(lián)，是網(wǎng)絡(luò)錢包交易的結(jié)算方，其核心工作是資金的結(jié)算以及POS的合理布置，就像是大樓四周環(huán)境的建設(shè)者。值得一提的是，銀聯(lián)只是負(fù)責(zé)銀行卡以及部分電子錢包的清算，向公交、石化等一些特殊領(lǐng)域，其并不會參與其中。最后是銀行，主要是負(fù)責(zé)發(fā)行電子錢包還有一些別的應(yīng)用，類似于大樓的租客。移動運營商和業(yè)務(wù)運營商作為大樓的所有者和管理者，所要做的工作僅僅是收取“租客們”的租金，至于“租客們”在房屋內(nèi)所做的具體交易，他們則不便于多問。

至于在收益模式方面，占用空間的使用費用的收取，既可以按次收取，也可以包月或者是一年收取一次。根據(jù)發(fā)卡的具體數(shù)量以及應(yīng)用所占用的空間大小，向各大商戶們收取租金。而應(yīng)用空間當(dāng)中交易傭金的收取，則應(yīng)當(dāng)根據(jù)原有的實體卡交易體系分配方式進(jìn)行合理分配，這個部門的利潤是行業(yè)應(yīng)用內(nèi)容所產(chǎn)生的，和業(yè)務(wù)運營商、移動運營商這倆者并沒有任何關(guān)系。就比方說，在一個大型商場之中，一個店面僅需按年繳納租金即可，至于每日每月的銷售量多少則和商場無關(guān)。而功能費就是最后用戶運用此業(yè)務(wù)所需要支付的費用，通常是一個月收取一次，為了擴大使用的人群基數(shù)，某些基本應(yīng)用不收取費用。而流量費用和通信費用則是依照已設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行收取。

綜上所述，在移動互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的情況下，NFC手機支付必將成為未來發(fā)展的趨勢和未來移動支付的主流方式。我國的各大企業(yè)已經(jīng)在逐漸意識到了其中潛在的商機，均在努力地通過合作以實現(xiàn)強有力的發(fā)展。NFC手機支付的發(fā)展速度迅猛，隨著市場的日趨成熟，此方面的應(yīng)用定會逐漸覆蓋城市的各個角落。在不遠(yuǎn)的未來，NFC技術(shù)定會成為人們生活中不可或缺的一部分，特別是在手機支付領(lǐng)域值得期待。

[1]劉洋,李慧芬.Android移動終端平臺下NFC技術(shù)移動簽到管理系統(tǒng)的設(shè)計研究[J].電子設(shè)計工程,2016,24(20):72-74.

[2]石旭東.基于Android平臺的NFC技術(shù)的研究與實現(xiàn)[J].軟件,2013,34(1):64-68.

[3]馮樂.基于NFC技術(shù)的校園一卡通系統(tǒng)的手機APP設(shè)計與應(yīng)用[J].價值工程,2015,34(33):72-74.

[4]周燕,宋璇,熊博磊等.基于NFC技術(shù)的校園手機一卡通系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用[J].蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報,2015,10(1):30-33.

課題項目

江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項目《基于NFC技術(shù)的手機近場支付平臺的研究》項目編號：151283。

胡治宇（1983年3月），性別：男，漢族，安徽省黃山市人，學(xué)歷：碩士，職稱講師，單位：景德鎮(zhèn)學(xué)院，研究方向：軟件工程，影視多媒體。