NFC技術(shù)在移動支付領(lǐng)域的應用

張達強　董浩楠

摘 要：隨著現(xiàn)代科技水平的不斷發(fā)展，移動支付應用的范圍越來越廣泛，而NFC技術(shù)作為一種新興的移動支付手段，逐漸進入大眾的視野。本文介紹了NFC技術(shù)的發(fā)展歷程、工作原理、技術(shù)特點以及在移動支付領(lǐng)域的應用。

關(guān)鍵詞：移動支付 NFC技術(shù) 無線通信技術(shù) NFC應用

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）01-0-02

引言

NFC技術(shù)是由RFID（射頻識別）及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來的一種近距離無線通信技術(shù)，NFC移動支付是通過在支付終端內(nèi)置NFC芯片，植入用戶信息，將儲值卡或銀行卡功能集成到該終端，以此作為儲值卡載體，通過感應識別完成支付。

一、NFC技術(shù)簡介

NFC是“Near Field Communication”的縮寫，中文含義為近場通信，是一種近距離無線通信技術(shù)，能在電子設備間進行非接觸式數(shù)據(jù)傳輸，對免接觸式射頻識別RFID進行不斷研究、試驗檢測后形成現(xiàn)在的NFC技術(shù)。NFC技術(shù)最關(guān)鍵的部分是NFC芯片，芯片不僅具有建立通信渠道的功能，還可以用來計算，現(xiàn)在已經(jīng)可以對數(shù)據(jù)進行加密和解密。

二、NFC技術(shù)工作原理

1.主動模式

在NFC技術(shù)的主動模式下，NFC發(fā)起者和NFC目標設備都要產(chǎn)生自己的射頻場，才能進行通信。它是對等網(wǎng)絡通信的標準模式，能獲得非?？焖俚倪B接設置。同時，在主動模式下，通訊雙方收發(fā)器加電后，任何一方使用“發(fā)送前偵聽”協(xié)議來發(fā)起。

2.被動模式

被動模式下，NFC發(fā)起設備提供通信過程中的射頻場（RF-field）。它可以選擇任意一種傳輸速度，將所用數(shù)據(jù)發(fā)送到NFC目標設備，目標設備使用常用的電子標簽向閱讀器傳播數(shù)據(jù)的方法進行數(shù)據(jù)接收。當進行負載調(diào)制時，電子標簽振蕩回路的參數(shù)根據(jù)數(shù)據(jù)流的節(jié)拍進行相應調(diào)整，使電子標簽阻抗的大小或者相位隨之改變，實現(xiàn)調(diào)制。此通信機制與基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接觸式智能卡兼容。因此，NFC發(fā)起設備在被動模式下，可以使用相同的連接和初始化過程檢測非接觸式智能卡或NFC目標設備，與之建立聯(lián)系。

在被動模式下，被動設備通過從發(fā)起者傳輸?shù)拇艌霁@得工作所需的能量，然后通過調(diào)制磁場將數(shù)據(jù)傳送給NFC發(fā)起者，移動設備主要以被動模式進行操作，大幅度延長了電池壽命，降低了功耗。在具體應用過程中，NFC設備可以在發(fā)起設備和目標設備之間轉(zhuǎn)換角色，從而電池電量相對低的設備可以充當目標設備。

三、NFC技術(shù)特點

NFC技術(shù)是由RFID技術(shù)發(fā)展而來，工作頻率主要是13.56MHz，通訊距離在十厘米以內(nèi)，允許電子設備之間進行非接觸式點對點數(shù)據(jù)傳輸，擁有ISO/IEC IS 18092國際標準、ECMA-340標準與ETSI TS 102 190標準。

1. NFC技術(shù)的創(chuàng)新點

1.1近距離感應。NFC設備間的近距離靠近可以實現(xiàn)設備間信息點對點快速傳輸。2）安全通信。NFC可以通過對數(shù)據(jù)信息進行加/解密的方式保證通信安全，避免信息被監(jiān)控、竄改。數(shù)據(jù)安全方面通過算法進行加密，讀卡器與卡之間也可以互相進行認證，確保NFC通信安全。3）快速的處理速度。從NFC移動設備偵測、身份確認到數(shù)據(jù)存取不到0.1秒。4）服務的配對訪問。通過NFC技術(shù)可以在單一的移動上提供多種應用服務，這些應用服務分別對應到移動設備，而需要通過相應的密鑰才能啟用相應的服務，通過這樣的方式可以實現(xiàn)單一移動設備多個服務的安全使用。5）主被動通信模式切換。同一臺設備可以在NFC發(fā)起者和接收者間進行切換。

2. NFC與藍牙，紅外的工作特性對比

NFC通信技術(shù)與其他同為非接觸傳輸方式的近距離無線通信技術(shù)相比，具有天然的安全性，以及連接建立的快速性，其中，NFC與紅外、藍牙，具有不同的技術(shù)特征且被用在各種不同的領(lǐng)域。NFC技術(shù)應用點對點網(wǎng)絡類型，可以在0.1m的距離內(nèi)使用，傳輸速度有106、212、424kbps三種，建立時間小于0.1s，利用硬件系統(tǒng)實現(xiàn)它的安全性，采用主動-主動，主動-被動通信模式，成本較低；藍牙應用單點對多點網(wǎng)絡類型，在10m的距離內(nèi)使用，傳輸速度是2.1Mbps，建立時間為6s，利用軟件系統(tǒng)實現(xiàn)安全性，采用2.1Mbps通信模式，成本適中；紅外應用點對點網(wǎng)絡類型，在1m的距離內(nèi)使用，傳輸速度是1.0Mbps，建立時間為0.5s，采用主動-主動通信模式，成本較低。與藍牙相比，NFC面向近距離交易，更適用于支付過程中交換財務信息與個人信息等重要數(shù)據(jù)，使得支付安全更加有保障，而與紅外相比，NFC操作簡單，具備更快、更可靠的特點，不用向紅外那樣必須嚴格的對齊才能傳輸數(shù)據(jù)。

3.NFC技術(shù)的優(yōu)勢

目前，NFC技術(shù)在移動支付領(lǐng)域得到了廣泛應用，這種技術(shù)相比于掃碼支付和銀行卡支付，具有很大的優(yōu)勢。NFC技術(shù)采用近場通信，離線交易，卡信息和密碼存儲于安全模塊，獨立于操作系統(tǒng)，流程最少，安全性較高。銀行卡支付采用POS機刷卡進行交易，無網(wǎng)絡付款，卡信息完全暴露，流程較多，安全性并不高。掃碼支付包括微信、支付寶、QQ等，在線交易數(shù)據(jù)可能被截獲，卡信息和密碼存儲于APP中，操作流程最多，安全性較低。

四、NFC技術(shù)在移動支付領(lǐng)域的應用

移動支付是用戶使用其移動客戶終端對所消費商品或服務進行賬務支付的一種服務方式。它將終端設備、互聯(lián)網(wǎng)、應用提供商、金融機構(gòu)融合，為使用者提供貨幣支付、繳費等金融業(yè)務。該技術(shù)通過近距離的信息交互，運營商將使用信息整合到終端平臺上進行統(tǒng)一集成管理，形成完整的體系，使得用戶支付與身份認證更加方便。

1.NFC移動支付系統(tǒng)

NFC移動支付為用戶及商戶提供一種更加簡單、便捷、安全的交易方式，可以綁定銀行卡就可以實時消費，從而代替現(xiàn)金消費或者刷卡消費。消費者在購買商品或服務時，即時采用NFC技術(shù)通過手機或者可穿戴設備完成支付，支付的處理在現(xiàn)場進行，并且在線下進行，不需要使用移動網(wǎng)絡，使用NFC射頻通道實現(xiàn)與POS收款機或自動售貨機等設備的本地通訊。NFC移動支付的支付環(huán)境安全可靠，以移動運營商為主體，主要依靠的是SIM身份識別技術(shù)和SSL協(xié)議，將得到的信息進行安全確認，使得移動支付系統(tǒng)和銀行進行連接，銀行負責完成轉(zhuǎn)賬、扣費等一系列支付服務。移動支付平臺的管理是由運營商、營運商及銀行來共同操作完成的，其核心是支付系統(tǒng)，而系統(tǒng)前臺就是POS機和用戶了，當有交易進行時，支付系統(tǒng)便會獲取信息，得到用戶的信息后方可完成這筆交易。

NFC移動支付系統(tǒng)組成示意圖如下圖所示，其中NFC讀卡器工作在主動模式，NFC功能手機則工作于被動模式。

2.NFC移動支付應用模式

2.1 NFC技術(shù)支持三種應用模式：卡模式、點對點模式和讀卡器模式。在移動支付領(lǐng)域主要應用的是卡模式和讀卡器模式?？Ｊ剑阂苿又Ц恫捎玫氖强Ｊ?。在卡模式下，具有NFC功能的移動設備等于一張非接觸卡。當使用者將設備靠近嵌有NFC模塊的POS機時即完成交易。NFC設備采用非接觸讀卡器的RF域供電，即使沒電設備也可以正常工作。在卡模式中，NFC識讀器可以從具備TAG能力的NFC手機中采集所需數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)通過有線網(wǎng)絡傳送到應用處理系統(tǒng)進行處理。

2.2 讀卡器模式：讀卡器模式可以作為非接觸式讀卡器使用，進行數(shù)據(jù)讀取。例如，在具備讀寫功能的NFC手機中，從TAG中采集數(shù)據(jù)，然后根據(jù)應用要求進行處理。

五、NFC技術(shù)的發(fā)展趨勢

現(xiàn)如今，NFC技術(shù)作為一個獨立的技術(shù)與應用，逐漸成為物聯(lián)網(wǎng)IOT世界不可缺少的一部分，連接了智能恒溫箱、車庫門、動設備等設備，最重要的是移動支付功能，其對于消費者有著極大的實用價值：將手機和錢包合二為一，無需刷卡、無需輸入密碼、無需找零錢，只需晃晃手機，就能完成刷卡支付，進而用作一卡通、信用卡，支付卡等等。目前NFC應用最廣泛的是手機地鐵票，在我國的多個地區(qū)試用該技術(shù)后，都得到了廣泛贊譽。除此之外，我們身邊的一些設備也應用了NFC技術(shù)，例如，帶有NFC模塊的手機，利用NFC支付終端的NFC收款機、NFC自動售貨機、NFC讀卡設備。由此不難推斷，在未來，NFC技術(shù)會有更廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻

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作者簡介：張達強，大三學生，測控技術(shù)與儀器專業(yè)