基于NFC技術(shù)實現(xiàn)手機充值市民卡的關(guān)鍵技術(shù)研究與前景展望

許金雷

【摘 要】在手機客戶端上開發(fā)市民卡充值模塊，利用NFC進(jìn)場通信技術(shù)，把NFC手機模擬成市民卡充值POS，實現(xiàn)機卡交互能力，達(dá)到NFC手機為南寧市民卡（IC卡）充值的目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】NFC支付技術(shù)；掃碼支付；市民卡

【中圖分類號】TN929.53 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）09-0045-02

1 概述

1.1 業(yè)務(wù)背景

市民卡是一種個人社會事務(wù)和享受公共服務(wù)的集成電路IC卡，具有信息存儲、身份識別、電子憑證、信息查詢和電子支付等功能，應(yīng)用于政府國內(nèi)公關(guān)管理和城市公用事業(yè)服務(wù)等方面，如在交通服務(wù)（公共汽/電車、出租車、公/水路客運、軌道交通等刷卡消費）、公共服務(wù)（醫(yī)療衛(wèi)生、水、電、煤氣、通信費，以及圖書館、公園、體育場館、文化設(shè)施等領(lǐng)域繳費服務(wù)）、小額支付（商場及加油站、超市、便利店、餐飲、娛樂、汽車服務(wù)等領(lǐng)域刷卡消費）等應(yīng)用實現(xiàn)一卡通用。目前，用戶辦理普通市民卡只能到指定的市民卡網(wǎng)點排隊辦理，賬戶余額不足時也只能到指定的市民卡網(wǎng)點排隊充值，這種單一的下線充值模式已不能滿足互聯(lián)網(wǎng)時代人們的生活需求。

針對這一問題，可研究把NFC手機模擬成市民卡充值讀卡器（POS機），利用電子賬戶為市民卡充值。需根據(jù)市民卡側(cè)的密鑰進(jìn)行NFC終端手機和市民卡的兼容性適配開發(fā)。用戶將市民卡貼在NFC手機的背部（讀卡區(qū)），打開手機客戶端，點擊充值功能，完成普通市民卡的在線充值。

1.2 NFC技術(shù)簡介

NFC（Near Field Communication）即近距離無線通信技術(shù)，是一種非接觸式識別和互聯(lián)技術(shù)，可以在移動設(shè)備、消費類電子產(chǎn)品、PC和智能控件工具間進(jìn)行近距離無線通信。在手機中嵌入一塊NFC芯片（相當(dāng)于一個非接觸智能卡的功能）可實現(xiàn)手機的移動支付。NFC技術(shù)主要基于13.56 MHz的頻率運行，可兼容銀聯(lián)POS、公交POS的頻率。

1.3 NFC技術(shù)實現(xiàn)手機充值市民卡的可行性

市民卡采用基于13.56 MHz近距離通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其CPU卡可刷卡乘地鐵、公交、出租車，商超、電影院購物消費等。NFC屬于CPU卡范疇，在讀卡器模式下，NFC手機作為讀卡器主動發(fā)出自己的射頻場去識別和讀/寫IC卡，可很好地解決市民卡的充值問題。

1.4 技術(shù)優(yōu)勢

？譹？訛手機已是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡谋匦杵?，而NFC模塊也是大多數(shù)手機的標(biāo)配，把NFC手機模擬成市民卡充值讀卡器（POS機），使用手機就能隨時隨地給自己的市民卡充值，極大地方便了出行。？譺？訛把手機變成市民卡充值機，對市民卡公司而言，既可有效解決線下充值網(wǎng)點較少，用戶充值麻煩的問題，又可提升市民卡活躍率。？譻？訛通過調(diào)用NFC模式中的讀卡器功能，在Android系統(tǒng)的NFC手機上開發(fā)客戶端，配合SE的硬件安全認(rèn)證和NFC手機POS平臺通信，實現(xiàn)NFC手機對市民卡電子錢包賬戶的圈存充值交易、交易撤銷等交易功能。具有安全性、開放性、可移植性、兼容性和可擴展性。？譼？訛后臺可通過硬件及安全認(rèn)證完成“POS終端”認(rèn)證授信，保障交易安全。該種手機支付認(rèn)證方式，把多個復(fù)雜的系統(tǒng)很好地結(jié)合起來，最終展示給用戶的只是客戶端的便捷應(yīng)用，這就不同于一般單一產(chǎn)品。

2 系統(tǒng)概要設(shè)計

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)實現(xiàn)邏輯結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

以翼支付平臺為例，以“POS終端”方式接入市民卡平臺，通過調(diào)用NFC模式中的讀卡器功能，翼支付客戶端功能模塊配合SE的硬件安全認(rèn)證和NFC手機POS平臺通信，實現(xiàn)NFC手機對市民卡電子錢包賬戶的查詢、圈存充值交易、交易撤銷等交易功能。

2.2 市民卡充值SDK技術(shù)規(guī)范

SDK為市民卡公司提供的客戶端本地功能組件，SDK或APK提供外接接口用以接收數(shù)據(jù)并且操作NFC芯片，同時返回執(zhí)行結(jié)果給調(diào)用方，SDK以lib-Project形式打包到客戶端市民卡充值應(yīng)用的APK中，SDK負(fù)責(zé)提供業(yè)務(wù)處理，并保證最大兼容性與最小變更性。SDK只適用于NFC手機上使用客戶端實現(xiàn)市民卡充值業(yè)務(wù)。

為保證業(yè)務(wù)的最大兼容性，SDK的調(diào)用接口分為以下3個部分實現(xiàn)：驗卡、卡圈存和圈存確認(rèn)。驗卡是圈存的第一步流程，是指SDK取的卡片特殊數(shù)據(jù)并且通過與服務(wù)器間交互驗證卡片信息的過程，校驗卡片是否正確及獲取卡片余額的過程，驗卡通過即可走圈存流程，驗卡不通過直接告知用戶卡片狀態(tài)異常。卡圈存是在客戶端扣款完成后調(diào)用SDK進(jìn)行卡圈存（含寫卡指令請求）請求、寫卡處理及返回寫卡結(jié)果等一系列流程的包裝的入口。上傳交易處理結(jié)果及卡片圈存后返回的數(shù)據(jù)，無需接入方調(diào)用無需入?yún)?，由SDK執(zhí)行完圈存后自動執(zhí)行。

2.2 后臺交互技術(shù)實現(xiàn)

后臺數(shù)據(jù)交互為客戶端充值平臺與市民卡平臺通過VPN連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全交互，用于保障市民卡充值中交易過程中的安全性及完整性。數(shù)據(jù)來源于前端SDK上送至客戶端充值平臺，由客戶端充值平臺進(jìn)行解析處理后使用RSA證書進(jìn)行處理后上送至市民卡平臺進(jìn)行處理。

2.3 充值對賬處理

客戶端充值平臺與市民卡平臺建立每日對賬機制，及時針對差異進(jìn)行調(diào)整。由市民卡公司開設(shè)FTP服務(wù)器，提供FTP用戶名/密碼給客戶端充值平臺，客戶端充值平臺每日獲取對賬文件進(jìn)行差異處理。

3 NFC技術(shù)的市場危機

2018年1月16日，上海地鐵宣布，自1月20日起，上海地鐵全網(wǎng)將試行掃碼支付進(jìn)站。這是繼2017年10月上海磁懸浮線支持掃碼之后，上海軌道交通移動支付的又一次進(jìn)展。這意味著公共交通領(lǐng)域這個NFC支付最后的堡壘已經(jīng)被攻破。

不僅如此，深圳地鐵、北京地鐵也在與微信聯(lián)合開發(fā)掃碼乘車，推進(jìn)刷碼進(jìn)站方案。早在2017年11月16日，廣州地鐵集團與騰訊公司聯(lián)合宣布，全國首個地鐵乘車碼在廣州正式上線試運行，乘客可以通過微信小程序中的“廣州地鐵乘車碼”，將二維碼靠近地鐵站的閃客峰云閘機，即可掃碼入閘乘坐廣州地鐵。據(jù)騰訊稱，目前乘車碼已在廣州、青島、駐馬店、佛山、合肥、濟南、淄博、萊蕪、呼和浩特、常德、汕尾等多地上線。馬化騰曾在地鐵與公交親自演示刷碼乘車。

相比二維碼掃碼，NFC技術(shù)更先進(jìn)，安全性更有保障，還有蘋果、三星等頂級手機廠商支持，為何越來越?jīng)]有活路呢？硬件成本是制約NFC發(fā)展的因素嗎？最簡單的二維碼支付只需要一個打印的二維碼，但NFC既需要修改POS終端，也需要手機支持，這是否阻礙NFC推廣？從2015年開始，國內(nèi)新出的POS機都要求支持非接功能，2015年之前市場存量POS機對NFC的支持比例也很高，綜合起來，目前POS機對NFC支持接近100%。

4 結(jié)語

隨著NFC手機的日益普及，目前市面上支持NFC的手機已多達(dá)100多款，市場占有率已達(dá)60%，用NFC手機實現(xiàn)市民卡充值已漸成現(xiàn)實。單仍有40%的用戶無法使用手機充值市民卡。

相比與NFC支付對手機的特殊要求，另一項支付工具掃碼支付技術(shù)對手機的要求就沒那么高，幾乎所有的智能手機都可實現(xiàn)掃碼支付。在如今微信、支付寶幾乎覆蓋所有人群的情況下，通過掃碼直接乘坐公交、地鐵已成為可能。但在一卡通領(lǐng)域，掃碼支付目前遇到的最大問題是POS不支持掃碼，這就需要通過更換硬件來解決，更換硬件則需要大量的成本，對于一卡通公司而言，需要權(quán)衡利益，需要產(chǎn)品迭代的時間，所以在公共交通領(lǐng)域，掃碼支付取代普通IC卡還需要一段相當(dāng)長的時間，行業(yè)共識是5年左右。在這5年里，NFC支付技術(shù)就是很好的替代品。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]Vedat Coskun，Kerem Ok.Busra OzdenizciProfessional NFC Application Development for Android[Z].John Wiley & Sons，Ltd，2013.

[2]艾瑞市場咨詢有限公司.2012～2013年中國移動支付市場研究報告簡版[Z].2013.

[3]趙飛龍，楊慰民.NFC（近場通信）技術(shù)的移動應(yīng)用[EB/OL].http：∥tech.c114.net/164/a327358.Html，2011-

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[4]吳芝新.基于NFC移動支付的運營模式探究[J].齊齊哈爾師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2011（6）：89-91.

[5]繆爾寧.基于NFC技術(shù)的移動近場支付模式分析[J].金融電子化，2012（8）：73-74.

[責(zé)任編輯：鐘聲賢]