手機刷卡離我們有多遠(yuǎn) NFC技術(shù)應(yīng)用淺談

　　在一些電影作品中，我們經(jīng)常可以看到一些人在過門禁、乘車、消費或者是交換名片時僅僅是刷一下手機，十分方便。這并不是一項只有在未來才會出現(xiàn)的技術(shù)，其實它已經(jīng)出現(xiàn)在我們身邊，那就是NFC。

　　近來，NFC又成為各大媒體報道的一個關(guān)鍵詞，在微博微信等社交平臺上也頻頻出現(xiàn)，這都要歸功于北京移動在近期推出的一項新業(yè)務(wù)。從今年7月22日開始，北京移動用戶可以到指定的營業(yè)廳辦理更換支持NFC功能的SIM卡，并且使用制定的NFC手機就可以實現(xiàn)刷手機來乘坐公交地鐵，眾多用戶期盼已久的功能終于變成現(xiàn)實。

　　在我國首個手機NFC實際使用開始于2006年6月，當(dāng)時由諾基亞和中國移動、飛利浦、易通卡公司在廈門試點NFC手機支付。用戶使用內(nèi)嵌NFC模塊的諾基亞3220手機，可在廈門市任何一個易通卡覆蓋的營業(yè)網(wǎng)點（公交汽車、輪渡、電影院、快餐店）進(jìn)行手機支付。如今在北京使用指定的NFC手機就可以實現(xiàn)刷手機來乘坐公交地鐵，還支持在超市餐飲的小額消費等各項功能。

NFC應(yīng)用領(lǐng)域

　　而NFC的用途遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，在未來用戶僅僅通過手機就可以實現(xiàn)非常非常多的功能，例如，在車站實時刷新公交車的到站時間；在街邊海報上和雜志上下載演唱會時間地點和節(jié)目表；在辦公室發(fā)送短信控制家政服務(wù)員進(jìn)出住宅的時間；在遍布市區(qū)的智能公用電話亭查詢地圖、公交線路、餐飲購物等信息；在學(xué)校全面代替現(xiàn)有學(xué)生證和學(xué)生卡以及公司員工的門禁卡；在銀行任何有POS機的地方支付款項并用手機收取電子發(fā)票，可以說NFC技術(shù)能覆蓋到人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?。NFC技術(shù)如此強大那么它究竟是怎么工作的呢？

NFC技術(shù)的工作原理

　　NFC即近距離無線通訊技術(shù)。該技術(shù)由飛利浦公司和索尼公司共同開發(fā)，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。NFC提供了一種簡單、觸控式的解決方案，可以讓消費者簡單直觀地交換信息、訪問內(nèi)容與服務(wù)。

　　NFC通信技術(shù)，允許電子設(shè)備之間進(jìn)行非接觸式點對點數(shù)據(jù)傳輸（在十厘米內(nèi)）交換數(shù)據(jù)。這個技術(shù)由免接觸式射頻識別（RFID）演變而來，并向下兼容RFID，主要用于手機等手持設(shè)備中提供M2M(Machine to Machine)的通信。由于近場通訊具有天然的安全性，因此，NFC技術(shù)被認(rèn)為在手機支付等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景。

手機NFC硬件部分

NFC終端主要有三種工作模式：

1.主動模式

　　在主動模式下NFC終端可以作為一個讀卡器，發(fā)出射頻場去識別和讀/寫別的NFC設(shè)備信息。

2.被動模式

　　這個模式正好和主動模式相反，此時NFC終端則被模擬成一張卡，它只在其他設(shè)備發(fā)出的射頻場中被動響應(yīng)，被讀/寫信息。

3.雙向模式

　　在此模式下NFC終端雙方都主動發(fā)出射頻場來建立點對點的通信。相當(dāng)于兩個NFC設(shè)備都處于主動模式。

　　支持NFC的設(shè)備可以在主動或被動模式下交換數(shù)據(jù)。在被動模式下，啟動NFC通信的設(shè)備，也稱為NFC發(fā)起設(shè)備(主設(shè)備)，在整個通信過程中提供射頻場。它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps其中一種傳輸速度，將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一臺設(shè)備。另一臺設(shè)備稱為NFC目標(biāo)設(shè)備(從設(shè)備)，不必產(chǎn)生射頻場，而使用負(fù)載調(diào)制技術(shù)，即可以相同的速度將數(shù)據(jù)傳回發(fā)起設(shè)備。

NFC通信過程

　　目前，我們誰常見的NFC工作模式就是被動模式。例如，刷手機乘公交、購物等，這些都是將NFC終端則模擬成一張卡片，它只在其他設(shè)備發(fā)出的射頻場中被動響應(yīng)。主動模式常見于讀取NFC標(biāo)簽信息等，雙向模式多信息交換，例如交換名片。

NFC技術(shù)的安全性

　　NFC技術(shù)能給我們的生活帶來極大的便利，能夠用于乘車、購物、交換信息、刷門禁卡，可以說它能夠應(yīng)用到我們生活的方方面面，那么的NFC技術(shù)安全嗎？

　　任何技術(shù)都不能保證100%的可靠，當(dāng)然NFC也不例外。NFC技術(shù)在安全性上也是有一定的不足，目前NFC技術(shù)在安全性上主要有以下幾點問題。

NFC實用

1.竊聽

　　在NFC通訊不加密的情況下,攻擊者很容易偷聽到我們傳輸?shù)膬?nèi)容,這樣就能輕易地獲得NFC標(biāo)簽中的信息,所以在未加密的情況下不宜用NFC來來傳輸敏感數(shù)據(jù)。

圖片來自網(wǎng)絡(luò)

2.數(shù)據(jù)損壞

　　在攻擊者通過干擾交易數(shù)據(jù)而造成它的損壞，在這種情況下,NFC終端設(shè)備將會失去作用,或者被攻擊者誤導(dǎo)發(fā)生錯誤交易,造成損失。

圖片來自網(wǎng)絡(luò)

3.克隆

　　根據(jù)有效NFC標(biāo)簽的內(nèi)容復(fù)制一張一模一樣的新標(biāo)簽。以超市利用標(biāo)簽支付商品為例,克隆卡的存在意味著它擁有和該超市有效標(biāo)簽一樣的外觀,一樣的權(quán)限,一樣的數(shù)據(jù)。這種情況下,如果某些商品的標(biāo)簽不小心脫落,攻擊者可以將自己的克隆標(biāo)簽貼上去,顧客將支付修改后的標(biāo)簽，從而造成不必要的損失。

NFC標(biāo)簽

4.網(wǎng)絡(luò)釣魚

　　攻擊者偽裝成某個真實機構(gòu),向顧客發(fā)送欺騙性垃圾郵件或Web網(wǎng)址,從而誘導(dǎo)顧客給出自己的敏感信息，造成用戶信息的泄漏。例如一個智能海報通過點擊訂票網(wǎng)頁來初始化車票的預(yù)定。該網(wǎng)址前臺是車票預(yù)定系統(tǒng),后臺可能是一個個人轉(zhuǎn)賬應(yīng)用,用戶被其表面信息所欺騙而無法識別,造成財產(chǎn)損失。另外,如果用戶的手機界面上出現(xiàn)類似網(wǎng)絡(luò)釣魚的錯誤或缺陷同樣會誤導(dǎo)用戶。

圖片來自網(wǎng)絡(luò)

　　雖然NFC技術(shù)在安全性上有以上幾點隱患，但NFC屬于近距離通訊，在通訊距離上有著不易被竊聽和不易被損害數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，加上其他幾點安全問題需要一定的技術(shù)手段才能破解，因此在我們?nèi)粘Ｊ褂弥写罂刹槐負(fù)?dān)心，隨著技術(shù)的發(fā)展NFC在安全性上也會越來越好。

NFC與其他無線通訊對比

　　既然NFC技術(shù)是無線通訊技術(shù)那么就少不了和藍(lán)牙、紅外等已經(jīng)普及的無線通訊技術(shù)的對比。

藍(lán)牙與NFC

NFC、藍(lán)牙、紅外三者對比

　　通過上表我們可以很直觀的看到三者的區(qū)別。NFC的短距離通信特性正是其優(yōu)點，由于耗電量低、一次只和一臺機器鏈接，擁有較高的保密性與安全性，NFC有利于信用卡交易時避免被盜用。NFC的目標(biāo)并非是取代藍(lán)牙等其他無線技術(shù)，而是在不同的場合、不同的領(lǐng)域起到相互補充的作用。

　　例如，有廠商曾推出過NFC-藍(lán)牙音箱，只需要用NFC手機與該音箱一碰即可完成配對，免去了藍(lán)牙配對的繁瑣步驟。NFC簡化了藍(lán)牙的配對過程，而藍(lán)牙又彌補了NFC在數(shù)據(jù)傳輸速度和距離上的不足，二者相互補充以便方便的使用。

NFC在國內(nèi)外發(fā)展情況

　　前文已經(jīng)提到NFC在國內(nèi)從2006年就已經(jīng)開始有所應(yīng)用，而那時僅僅限于在廈門乘公交，并且只支持一款手機，這就大大的制約了NFC在國內(nèi)的發(fā)展。

　　如今北京移動又推出了支持NFC功能的SIM卡，用戶可以到指定的營業(yè)廳辦理更換支持NFC功能的SIM卡，并且使用制定的NFC手機就可以實現(xiàn)刷手機來乘坐公交地鐵或者在在支持市政一卡通的場所進(jìn)行消費。

刷NFC手機乘地鐵

　　相比于國內(nèi)，在國外NFC的普及程度則相對較高。在日本，日本的電信運營商在很早之前就開始普及NFC功能，加上日本是一個比較注重效率的國家，所以在日本的大城市中幾乎每個商鋪和自動售貨機均支持NFC支付，也就是說你平時出門僅需帶一個手機就可以了。在發(fā)生交易以后，手機運營商會自動扣除手機話費余額，而后付費的用戶可以像信用卡一樣到月底統(tǒng)一支付。

支持NFC支付的自動售貨機

　　在歐美NFC技術(shù)也有著非常廣泛的應(yīng)用，乘車、購物等均可通過NFC來進(jìn)行消費。相比于國外國內(nèi)的NFC起步較晚，還有很大的發(fā)展空間，相信在未來NFC能給我們的生活帶來更大的便利。

NFC在國內(nèi)發(fā)展的阻力

　　NFC在2006就已經(jīng)在國內(nèi)有所應(yīng)用但一直沒能普及，那么NFC在國內(nèi)發(fā)展緩慢這又是因為什么呢？放眼未來NFC的前途一定是光明的，但其發(fā)展的道路是很曲折的，究其原因主要有以下幾點。

1.各廠商為爭主導(dǎo)地位而相互制約

　　如今在NFC產(chǎn)業(yè)鏈條下的各個廠商都在爭取成為NFC技術(shù)的主導(dǎo)，而在這個過程中各個廠商相互制約，從而為NFC的普及造成了一定的不利影響。目前NFC技術(shù)看得見的最大的蛋糕就是近場支付這一個環(huán)節(jié)，并且有著日本、韓國兩個成功的先例。面對僅有的這么一個近場支付領(lǐng)域，各個廠商競爭十分激烈，并且相互制約。

三大運營商

2.基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善

　　前面說到在日本的大城市中幾乎每個商鋪和自動售貨機均支持NFC支付，而在國內(nèi)還沒有做到這一點，而NFC的價值就是在于支持的環(huán)境多種多樣，只有各種基礎(chǔ)設(shè)施對于NFC支持得越多，那么NFC的價值才能夠得到最大程度上的體現(xiàn)。并且現(xiàn)在還沒有一套可循環(huán)的商業(yè)解決方案。

NFC標(biāo)簽

3.沒有一個統(tǒng)一的支付平臺

　　目前，北京移動在NFC支付平臺上做出了一定的努力。還是在日本，日本的電信運營商在很早之前就開始普及NFC功能，他們有著一個比較完善的NFC支付平臺，并且能夠平衡各方的利益。在這方面還是很值得我們借鑒的。

眾多企業(yè)開始嘗試NFC

　　從2004年飛利浦、索尼、諾基亞共同發(fā)起NFC論壇開始推廣NFC的商業(yè)應(yīng)用到現(xiàn)今，雖然NFC技術(shù)在手機上的應(yīng)用布局已久。2010年底，自從谷歌發(fā)布了支持NFC功能的Android 2.3版操作系統(tǒng)，明確了移動支付戰(zhàn)略，NFC的發(fā)展才開始迎來了轉(zhuǎn)折點。

　　在谷歌推出Android 2.3系統(tǒng)后不久，谷歌就迅速聯(lián)合花旗銀行、萬事達(dá)卡、First Data、Sprint和恩智浦半導(dǎo)體公司共同宣布推出基于NFC技術(shù)的“Google Wallet”這一綜合移動支付工具，接著還與三星一起推出支持NFC的Google Nexus S智能手機。2011年底谷歌又發(fā)布了Android 4.0系統(tǒng)，該版本系統(tǒng)中出現(xiàn)了專門基于NFC的應(yīng)用—Android Beam，谷歌對NFC的步步升級無疑燃起了戰(zhàn)火。

Google Nexus

　　微軟也自然也不甘示弱，在Windows 8系統(tǒng)中也集成了NFC協(xié)議棧，而一些中高端的WP8更是把NFC作為一項標(biāo)配。諾基亞、黑莓、三星、中興通訊等手機終端廠商則早已紛紛推出NFC手機，現(xiàn)在各個廠商的中高端手機都支持NFC，甚至一些山寨機也都加載了NFC功能。

諾基亞 Lumia 720

　　在運營商方面，全球主要運營商都明確支持NFC技術(shù)，包括美洲移動、德國電信、Orange、Axiata、韓國KT、軟銀移動以及中國三大運營商等等。NFC方面眾多利好的消息，也吸引了許多芯片廠商競相逐鹿，除已發(fā)展多年的恩智浦半導(dǎo)體外，包括博通、德州儀器、品的標(biāo)準(zhǔn)，這將帶動一大批NFC外圍設(shè)備的發(fā)展。據(jù)預(yù)測，2016年各種消費類電子產(chǎn)品以及電腦設(shè)備中有將有80%的產(chǎn)品都將支持NFC功能。

NFC未來應(yīng)用展望

　　到目前為止，當(dāng)你聽到NFC這個詞匯的時候，你首先想到的可能是移動支付。但事實是,NFC技術(shù)除了移動支付之外還有許多其他用途。

NFC未來應(yīng)用領(lǐng)域

NFC在企業(yè)中的應(yīng)用

　　要使用智能手機作為下一代門禁卡的各種機構(gòu)目前正在對NFC技術(shù)進(jìn)行測試。這是NFC技術(shù)在企業(yè)中的理想的應(yīng)用。事實上，在2011年秋季，黑莓手機廠商RIM和安全物理門禁卡和讀卡器提供商HID Global宣布一些黑莓手機將配置HID Global的iCLASS數(shù)字證書。

　　員工還可以使用具有NFC功能的智能手機或其它設(shè)備進(jìn)入員工停車場或者咖啡廳以及為這些服務(wù)付費。NFC標(biāo)簽可以放在會議室內(nèi)部，參加會議者可以在這個設(shè)備前揮動自己的兼容的手機的關(guān)閉聲音或者打開Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。

NFC在政府部門的應(yīng)用

　　NFC技術(shù)能為政府改善公共服務(wù)和提高運輸系統(tǒng)提供更大的便利。在國外一些城市和農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)使用NFC技術(shù)更好地為公民服務(wù)和改善生活質(zhì)量。

　　開車上班的人能夠使用智能手機進(jìn)入停車場和支付停車費。城市居民能夠揮動一下平板電腦就進(jìn)入游泳池或圖書館等公共設(shè)施。舊金山市目前有大約3萬個兼容NFC技術(shù)的停車計時器。澳大利亞悉尼正在使用NFC標(biāo)簽幫助在其最繁華的巖石區(qū)為旅游者提供導(dǎo)游服務(wù)。

悉尼用NFC標(biāo)簽供導(dǎo)游服務(wù)

NFC與零售購物體驗

　　NFC技術(shù)還可能通過把無線購物券、會員卡和支付選擇結(jié)合在一起擴(kuò)展和提高現(xiàn)代零售商的購物體驗。放在產(chǎn)品貨架上的NFC標(biāo)簽?zāi)軌蜃屜M者在使用自己的個性化配置的應(yīng)用程序掃描這個標(biāo)簽的時候獲得更多的有關(guān)這個產(chǎn)品的個性化信息。

NFC標(biāo)簽

　　例如，如果你對堅果過敏，這個產(chǎn)品掃描會自動檢測該產(chǎn)品是否包含堅果并且提醒你。揮動獲得信息、揮動增加到購物筐、揮動獲得購物券和其它新的使用情況將對零售行業(yè)產(chǎn)生越來越大的影響。

NFC與營銷

　　NFC技術(shù)也會對于未來廣告商將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。例如，擁有NFC手機的用戶能夠?qū)哂蠳FC功能的海報、廣告、廣告牌或者電影海報揮動一下自己的設(shè)備就可以馬上收集到有關(guān)產(chǎn)品或服務(wù)的信息。

通過NFC讀取產(chǎn)品信息

　　在食品服務(wù)方面，酒吧和飯店能夠使用具有NFC功能的杯墊和其它促銷材料。這樣，老顧客掃描這些杯墊就可以得到有關(guān)這個企業(yè)或者廣告商的更多信息。

NFC設(shè)備之間的共享協(xié)作

　　FC還能作為一項短距離通訊技術(shù)在相互接近的設(shè)備之間傳送文件和其它內(nèi)容。在共享文件的時候，這個功能對于企業(yè)環(huán)境的中的協(xié)作是非常好的，或者對于多玩家游戲也是非常好的。

NFC設(shè)備之間的共享協(xié)作

　　流行的具有NFC功能的三星Galaxy S4手機和其它新的NFC Android手機使用一種名為“Android Beam”的功能通過NFC技術(shù)在兼容的設(shè)備之間來回發(fā)送數(shù)據(jù)。

NFC的更多應(yīng)用方向

　　全球各地的大學(xué)還在研究NFC的潛力。舊金山大學(xué)目前正在使用一個名為“One Card”的基于NFC的系統(tǒng)用于進(jìn)入包括宿舍和食堂在內(nèi)的學(xué)生樓，支付伙食費、洗衣費和其它費用。

　　對于空中旅行來說，包括阿拉斯基航空公司在內(nèi)的一些航空公司正在試驗把NFC技術(shù)用于登機證和安全訪問。

　　對于音樂會來說，三星正在研制一個系統(tǒng)，讓參加音樂會的人使用NFC技術(shù)而不是傳統(tǒng)的紙票進(jìn)入演出現(xiàn)場。

　　在汽車行業(yè)，德國寶馬汽車公司已經(jīng)制作了一種基于NFC功能的車鑰匙。這種車鑰匙不僅能夠開鎖汽車，而且還能讓用戶在旅行的時候訂飯店。

　　NFC是一種新興的技術(shù)，同時它也是一個迅速成長的技術(shù)，在未來的幾年NFC必定會迎來井噴式的發(fā)展，預(yù)計到2015年NFC手機的出貨量將達(dá)到5.5部左右。

預(yù)計NFC手機出貨量

　　未來，在各個方面都成熟后NFC技術(shù)涉及到人們生活的方方面面，將改變?nèi)藗兟眯小①徫锖蜏贤ǖ姆绞?，到那時可以說只需一部NFC手機就能夠解決人們的衣、食、住、行。

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